Desenvolvimento de rotas de veiculação de microrganismos de uso agrícola

dc.contributor.advisor1Ribeiro, Caue
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5321313558714462
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8908-6343
dc.contributor.authorAlves, Bruna Lendzion
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/4920561916490208
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0009-0004-6748-7527
dc.contributor.refereeNogueira, Marco Antonio
dc.contributor.refereeZilli, Jerri Édson
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/6806598641626508
dc.contributor.refereeLatteshttp://lattes.cnpq.br/4935993716536909
dc.date.accessioned2026-02-13T11:37:52Z
dc.date.issued2025-11-26
dc.description.abstractAzospirillum brasilense, one of the most widely used species in inoculants worldwide, is a versatile rhizobacterium that enhances nitrogen availability and nutrient uptake, as well as promotes plant growth. Although the benefits of Azospirillum in agriculture are well established, its performance is often limited by the inadequacy of conventional formulations. Improving its field efficiency can be achieved through the development of formulations designed to provide robust protection against such challenges, such as those based on bacterial encapsulation in polymers. In this study, a novel powder formulation based on a poly(glycerol citrate) (PGCit) matrix, a biocompatible and sustainably synthesized polymer, was developed. The first stage consisted of standardizing a PGCit production methodology, aiming to establish synthesis conditions that optimize the balance between polymer yield and water solubility. Two molar ratios (equimolar and with excess citric acid) and reaction times ranging from 30 to 105 minutes were initially compared. Based on the structural and thermal characterization results, the material obtained under equimolar monomeric ratio and 75-minute synthesis time was selected. Formulations were produced by treating the polymer with calcium carbonate to adjust the pH and form powder. For drying the material containing trehalose and Azospirillum, three methods were tested (oven convection, freeze-drying, and spray-drying). Cell viability was assessed at time zero and up to 180 days of storage. Initially, regardless of the drying process, the formulations showed viability on the order of 10⁸ CFU/g, and the freeze-dried formulation maintained this level throughout the evaluation period, demonstrating excellent stability. Moreover, the freeze-dried formulation was tested in an Azospirillum recovery assay on maize seeds, showing superior performance compared to the liquid inoculant used as a control. In summary, the results demonstrate the protective role of the PGCit-based matrix, establishing it as a promising new carrier for seed-applied inoculants.eng
dc.description.resumoAzospirillum brasilense, uma das espécies mais empregadas em inoculantes mundialmente, é uma rizobactéria versátil que aumenta a eficiência de uso de nutrientes, principalmente nitrogênio, além de promover o crescimento vegetal. Embora os benefícios do Azospirillum na agricultura sejam bem estabelecidos, seu desempenho é frequentemente limitado pela inadequação das formulações convencionais. O aprimoramento da sua eficiência no campo pode ser alcançado pelo desenvolvimento de formulações projetadas para fornecer proteção robusta contra fatores estressantes à célula, como o encapsulamento da bactéria em polímeros. Neste estudo, buscou-se o desenvolvimento de uma nova formulação de inoculante em pó baseada em matriz de poliglicerol citrato (PGCit), um polímero biocompatível e sintetizado de forma sustentável, com adição de trealose, um osmoprotetor. A primeira etapa consistiu na padronização de uma metodologia de produção do PGCit, buscando estabelecer condições de síntese que otimizassem o equilíbrio entre o rendimento do polímero e solubilidade em água. Foram comparadas inicialmente duas razões molares (equimolar e com excesso de ácido cítrico), e tempos de reação de 30 a 105 minutos. A partir dos resultados das caracterizações estruturais e térmicas, o material obtido utilizando razão monomérica equimolar e 75 minutos de síntese foi selecionado. As formulações foram produzidas a partir do tratamento do polímero com carbonato de cálcio, visando o ajuste de pH e a formação de um pó. Para o processo de secagem do material contendo trealose e Azospirillum, três metodologias (convecção em estufa, liofilização e spray-drying) foram testadas. A viabilidade celular foi avaliada no tempo zero e ao longo de até 180 dias de armazenamento. Logo após a secagem, independentemente do método utilizado, as formulações apresentaram viabilidade na ordem de 108 UFC/g, enquanto a formulação liofilizada manteve esse nível durante 180 dias, demonstrando excelente estabilidade. Além disso, a formulação liofilizada foi testada em um ensaio de recuperação de Azospirillum em sementes de milho, apresentando desempenho superior ao do inoculante líquido utilizado como controle. Em resumo, os resultados demonstram o papel protetor celular da matriz à base de PGCit, estabelecendo um potencial novo veículo para inoculantes com aplicação via semente.
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
dc.description.sponsorshipId001
dc.identifier.citationALVES, Bruna Lendzion. Desenvolvimento de rotas de veiculação de microrganismos de uso agrícola. 2025. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/23633.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/23633
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQ
dc.relation.urihttps://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsagscitech.5c00714
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectAzospirillum brasilense
dc.subjectEncapsulamento
dc.subjectPoliglicerol citrato
dc.subjectAplicação via semente
dc.subjectAzospirillum brasilense
dc.subjectEncapsulationeng
dc.subjectPoly(glycerol citrate)eng
dc.subjectSeed applicationeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA
dc.subject.ods2. Fome Zero e Agricultura Sustentável
dc.titleDesenvolvimento de rotas de veiculação de microrganismos de uso agrícola
dc.title.alternativeDevelopment of formulation delivery routes for agricultural microorganismseng
dc.typeDissertação

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