Figura 6. Ocorrência de espécies de Bacillus isoladas de amostras de águadurante o ciclo da cultura 2001/02 de arroz irrigado do Rio Grande do Sulcativa diferença para B. thuringiensis.Antes da irrigação, o microrganismofoi mais freqüente na área tratadasomente com os herbicidas, contudoquando o arroz foi inundado a abundânciafoi mais pronunciada nesseperíodo de irrigação e no tratamentocom herbicidas/fungicida (Figura 3).Os solos de arroz irrigado são predominantementeácidos, quandoocorre à inundação, o pH é elevadonaturalmente, próximo à neutralidadepelo processo de redução. Em funçãodessa nova condição, a disponibilidadede nutrientes atinge níveisestáveis durante um período de 4 a 6semanas após a inundação (IRGA,2005).As mudanças climáticas interferemde diferentes formas numa série deorganismos, que conseqüentemente,afetam outros e o conjunto destas mudançaspode prejudicar o meio ambientefísico. Sendo assim, os microrganismosestão entre os seres maissensíveis as variações ambientais, poisformam grandes populações, possuemcrescimento rápido, facilidade dedispersão e reduzido tempo de gerações,constituindo-se em potenciaisindicadores biológicos para o estudode impactos das mudanças climáticasglobais (Ghini, 2008).A influência de fatores climáticosna ocorrência de B. thuringiensis eB. sphaericus, em solos de oriziculturairrigada, foi avaliada por Azambuja(2006) e a autora sugere que a predominânciados entomopatógenos foimais acentuada no período de verãocom valores médios de temperaturado ar de 26 o C, umidade relativa de66 % e temperatura do solo de 24,7oC, contudo, essas diferenças não foramsubmetidas à análise estatística.Todavia, a temperatura é um importantefator de influência alterando aeficiência de bioinseticidas a base deBacillus entomopatogênicos. Baixase altas temperaturas reduzem a atividadelarvicida, indicando a necessidadede estudos potenciais devido aogrande número de insetos vetores emclimas tropicais (Consoli et al., 1995).Em agroecossistemas, a variação dadiversidade microbiana ao longo dasestações do ano ainda não é bemcompreendida, já que em cada estaçãoparece ocorrer uma comunidademicrobiana dominante acompanhadade outras pouco abundantes. Essas variaçõesestão diretamente ligadas aoregime hídrico, ao clima da região, aestrutura e manejo do solo e ao teore a qualidade dos resíduos vegetaisaportados (Torsvisk & Ovreas, 2002).Os solos representam um ecossistemacomplexo e as variações nos níveisde pH, compostos inorgânicos ematéria orgânica podem representarum fator limitante na colonização, estabelecimentoe esporulação de microrganismosresidentes (Melo & Azevedo,1998). Diante desse fato, muitaspesquisas procuram elucidar quaisos componentes minerais são mais favoráveisou limitantes do crescimentomicrobiano no solo. Além disso,determinadas concentrações de umdado elemento podem apresentarefeitos adversos para um mesmo microrganismo.Alguns autores descrevemque a presença de cálcio favoreceo crescimento, esporulação e aprodução da delta-endotoxina de B.thuringiensis no solo, mas em elevadasconcentrações inibe os três processos(Sikdar et al., 1991; Içgen etal., 2002; Polanczyk, 2004). Poroutro lado, há divergências quantoà presença de magnésio, sendo importantena biossíntese do cristalprotéico ou limitante do crescimento(Içgen et al., 2002; Polanczyk2004) . Também há relatos na literaturade que a adição de fosfatoorgânico (3 a 100 mM) não influenciana biossíntese do cristal, apesarde reduzir o crescimento decélulas e esporos (Içgen et al.,2002), porém Azambuja (2006) observouque B. thuringiensis foi favorecidopelas quantidades de potássiono solo.Em relação ao pH, alguns autoresmencionam que a acidez do solofavorece a adsorção da toxina deB. thuringiensis pela fração argilosado mesmo protegendo da biodegradaçãopor microrganismoscompetidores que têm sua atividadeinibida nessa condição. Os valoresacima de 5,2 favorecem o crescimentoda bactéria, mas quando opH não é controlado próximo àneutralidade ocorre à baixa produçãoda toxina (West et al., 1985; Sikdaret al., 1991; Tapp & Stotzky,1998). Sabe-se que a disponibilidadede nutrientes minerais, pH neutroe umidade dos solos favorecema germinação de B. thuringiensisrepresentando importantes fatoresnos níveis de crescimento do microrganismo(West et al., 1985).Contudo, os níveis ótimos de metaispara o crescimento de B. thuringiensise produção da delta-endotoxinasão variáveis e ainda nãoforam claramente demonstrados,conforme discutem alguns autores(Sikdar et al., 1991; Içgen et al.,2002).B. sphaericus, tem ação mosquitocida,especialmente para larvas deCulex pipiens, sendo potencializadaapós crescimento em meio decultura com os elementos mineraisKH 2PO 4, MgSO 4, MnSO 4, Fe 2(SO 4) 3,ZnSO 4, CaCl 2e pH 7,2 conformeestudos realizados por Kaflon et al.,(1983). Nos estudos de Azambuja(2006), o índice de B. sphaericusnão foi afetado pelas propriedadesfísico-químicas dos solos avaliadosde arroz irrigado. Os resultadosanteriores dos referidos autores18 <strong>Biotecnologia</strong> Ciência & <strong>Desenvolvimento</strong> - nº <strong>38</strong>
podem possivelmente ser explicadaspor Silva et al. (1999) e Alles(2008) que relacionam às diferentesorigens do entomopatógeno,como solos e águas, a utilização dealgumas cepas em estudos ecológicospela resistência a diferentes condiçõesde estresse.Na tentativa de caracterizar cepascom atividade inseticida e verificara influência do cultivo convencionalsobre os Bacillus entomopatogênicos,Azambuja (2006) obtevea distribuição de isolados de B. thuringiensiscom genes cry4, (atividadeinseticida a dípteros) em cepasprovenientes de solos de todos ostratamentos fitossanitários, excetoda área tratada com herbicidas/inseticida,sendo igualmente distribuídasentre os períodos de irrigação.Como justificativa deste dado podeseressaltar que as áreas inundadasde cultivo de arroz são habitats favoráveisà criação de mosquitos, devidoà presença de elevada matériaorgânica e resíduos poluentes provenientesdas fontes utilizadas (Batista-Filhoet al., 1998).1.3 Bacillus spp. emecossistemas aquáticosEntre as bactérias melhor adaptadasà vida no solo e na água, estãoàquelas pertencentes ao gêneroBacillus. O gênero Bacillus é fenotipicamenteheterogêneo, commembros exibindo um amplo conjuntode requerimentos nutricionais,condições de crescimento, diversidademetabólica e na composiçãobase do DNA. O conhecimento daecologia de espécies de Bacillus nosolo e na água ainda não é completo(Vilain et al., 2006).Espécies de Bacillus foram referidaspor sua capacidade metabólicadistinta (Fernandes et al., 2007;Fu et al., 2007; Fisher & Hollibaugh,2008), no Mono Lake, um lago hipersalino,alcalino do leste da Califórnia,onde existem processos deoxidação e redução de selênio e arsênioem presença de fontes de carbonodissolvido. Em lavouras de arrozno Rio Grande do Sul, (RS),Mattos et al. (2007), avaliaram o impactodo uso do inseticida carbosulfanosobre os microrganismos dosolo, o risco de contaminação dosolo, da água e do sedimento, e adegradação microbiana. Os resultadosapontaram espécies do gêneroBacillus entre os grupos Gram-positivosdos consórcios de bactérias,com maior capacidade metabólicaem degradar o carbosulfano.Relacionando diferentes ambientesaquáticos, com a viabilidade dosesporos de B. sphaericus, Youstenet al. (1995) destacam que na águadoce a fração de esporos viáveis émaior do que no mar. Pouco se sabesobre quais fatores ambientais sãomais importantes para a perda deviabilidade dos esporos dessa bactéria.Fatores como a temperaturade crescimento, pH, aeração, presençade minerais e certos compostoscarbonados e nitrogenados afetama formação dos endósporos(Sneath, 2001). Nesse sentido, Alles(2008) avaliou o crescimento decepas de B. sphaericus, frente a pesticidasquímicos, compostos orgânicose metais pesados, obtendouma expressiva heterogeneidadeentre as estirpes e uma resistênciaao metal Cádmio, considerando taiscaracterísticas fenotípicas importantespara o controle e manejo biológico,dependendo do local onde oagente de biocontrole será aplicado.Contudo, sabe-se que as formulaçõescomerciais de B. sphaericussão mais resistentes a habitats poluídose a sua reciclagem é favorecidaem certas condições, mas comestreito número de hospedeiros emrelação à B. thuringiensis israelensis(Singh e Gill, 1988; Thanabalu etal., 1991 e 1993; Nielsen-Leroux eCharles, 1992; Nicolas et al., 1993;Consoli et al, 1995; Charles et al.,1996; Silva-Filho e Regis, 2003;Schwartz et al., 2001; Silva-Filho ePeixoto, 1997).Em estudos de diversidade bacterianaem orizicultura no RS, Reche& Fiuza (2005) e Fritz et al.(2007) isolaram e identificaram espéciesde Bacillus em águas de irrigaçãoe em amostras de águas deáreas orizícolas do RS. Nessas pesquisas,B. thuringiensis, B. sphaericus,B. cereus e Bacillus sp. foramidentificados em amostras de águacoletadas nos Canais de Irrigação enos Canais de Drenagem das lavourasorizícolas do RS. As coletas foramrealizadas durante o ciclo dacultura do arroz, 2001/02, em 5 regiõesprodutoras de arroz do RS: DepressãoCentral- DC, Fronteira Oeste-FO, Campanha- CA, Litoral Norte-LN e Litoral Sul- LS (Figuras 4 e5).Os resultados apresentados nasFiguras 4 e 5, referem-se à abundânciade Bacillus spp. nas regiõesorizícolas estudadas e nos dois tratamentos,Canal de Irrigação e Parcelasde cultivo de Arroz. Característicasadaptativas a vários ambientese sob condições adversas de temperatura,pH e salinidade, lhes sãoconferidas por sua capacidade depermanecer em latência devido aformação de esporos. As variaçõesde temperatura entre as regiões e adisponibilidade de recursos, podeminfluenciar as diferenças de abundânciana distribuição das espécies(Ricackanov, 2003).As parcelas de cultivo apresentarammaior abundância de colôniasbacterianas (Figura 5) quandocomparadas com as águas de irrigaçãoda lavoura (Figura 4). Águasde lavoura de arroz recebem tratamentosfitossanitários e Bacillusparecem ter afinidade com ambientesque receberam agroquímicos,transformando-os em fontes de carbonopara a sua produção de energia.Além disso, o ambiente de lavouraalterna inundação e drenagem,o que favorece o desenvolvimentode bactérias esporulantes (Liesack,2001).Os resultados de pesquisa quantoaos isolados de Bacillus em águasde lavouras orizícolas durante o cicloda cultura, expressaram a presençade B. thuringiensis em 39,7%das amostras de água analisadas. Emsegundo lugar, Bacillus sp., 35,8%,seguidos de B. cereus, 14,6% e B.sphaericus, 9,9% (Figura 6).B. thuringiensis foi encontradoem maior freqüência nas águas decultivo de arroz (Figura 6). A presençade Bacillus sp. é mencionadapor Martiny et al. (2005), como umdos grupo bacterianos mais comunsem sistemas de distribuição de águapotável. Em estudos após desinfecçãocom cloro, em sistemas de águapotável, Szabo et al. (2007), encontraramesporos de bactérias do gêneroBacillus, aderidos nas depres-<strong>Biotecnologia</strong> Ciência & <strong>Desenvolvimento</strong> - nº <strong>38</strong> 19
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