Banca de DEFESA: PATRICIA VERDUGO PASCOAL

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
STUDENT : PATRICIA VERDUGO PASCOAL
DATE: 11/04/2022
TIME: 14:00
LOCAL: Embrapa Agroenergia, Sala cana-de-açúcar
TITLE:

As microalgas têm potencial para produção de uma diversidade de ativos de interesse industrial
seja na indústria alimentícia por seu teor alto de proteínas e carboidratos contidos na biomassa;
seja no tratamento de efluentes agroindustriais como o POME (Palm oil mil effluent) ou voltada
para a indústria de ativos com alto valor agregado, como os pigmentos carotenoides, aplicados
na área de cosméticos, de nutrição animal e também alimentação humana. Dentre as espécies
com este potencial, destacam-se duas cepas isoladas de ambientes brasileiros, a dulcícola
Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40 e a espécie halotolerante Dunaliella viridis
Embrapa|LBAS001. No presente estudo, o primeiro capítulo mostrou que a cepa C. biconvexa
Embrapa|LBA40, isolada e cultivada em efluente da indústria de óleo de palma (POME) foi
capaz de alcançar a produtividade de biomassa de 190,60 mgDW • L-1 • d-1 em fotobiorretores
airlift de placa plana de 15L. A espécie foi capaz de reduzir a amônia e o nitrito do resíduo de
POME em 99% assim como também reduziu o fosfato em 98% após 5 dias de cultivo. Além
disso, o genoma mitocondrial foi obtido através de sequenciamento genético, revelando um
mtDNA de 15,98 Kb, com 14 genes, dos quais 9 são genes codificadores de proteínas. Análises
filogenéticas por meio do gene COX1 confirmaram a identificação taxonômica como C.
biconvexa, abrindo oportunidade para futuros estudos genéticos de modificação e
melhoramento da espécie. Já a cepa carotenogênica e halotolerante D. viridis
Embrapa|LBAS001, capaz de crescer em meio com até oito vezes a salinidade do mar (3,5%
NaCl), foi sequenciada utilizando as plataformas Illumina e Nanopore. Os genomas
mitocondrial, cloroplastidial e nuclear foram montados e anotados. A identificação ao nível de
espécie foi confirmada por análise filogenética. Os resultados revelaram genomas mitocondrial,
cloroplastidial completos e draft nuclear de 46 Kb, 176 Kb e 167 Mb, respectivamente. As
organelas apresentaram introns em suas sequências, característica típica de espécies do gênero
de Dunaliella. O draft do genoma nuclear apresentou conteúdo de genes que codificam para
enzimas e produtos com potencial aplicação industrial variável. Além disso, a rota metabólica
de produção de carotenoides anotada sugere potencial possibilidade de aplicação da cepa em
projetos de biorrefinarias para a produção de ativos como α-caroteno, β-caroteno, luteína,
fitoeno e outros metabolitos de alto valor. Assim, o presente genoma poderá ser utilizado para
estudos futuros de aumento da expressão de genes de interesse e fornecer subsídios para
protocolos de transformação genética.

KEY WORDS:

Microalgae. Genomes. NGS. POME. Carotenoids.

PAGES: 80
BIG AREA: Outra
AREA: Tecnologia e Inovação
SUMMARY:

Microalgae have the potential to produce a variety of assets of industrial interest, whether in
the food industry due to their high content of proteins and carbohydrates contained in the
biomass; either in the treatment of agro-industrial effluents such as POME (Palm oil mill
effluent) or aimed at the industry of assets with high added value, such as carotenoid pigments,
applied in the area of cosmetics, animal nutrition and also human food. Among the species with
this potential, two strains isolated from Brazilian environments stand out, the freshwater
Chlamydomonas biconvexa Embrapa|LBA40 and the halotolerant species Dunaliella viridis
Embrapa|LBAS001. In the present study, the first chapter showed that the strain C. biconvexa
Embrapa|LBA40, isolated and cultivated in POME residue, was able to reach a biomass
productivity of 190.60 mgDW • L-1 • d-1 in plate airlift photobiorrectors 15L flat. The species
was able to reduce ammonia and nitrite in the POME residue by 99% as well as reducing
phosphate by 98% after 5 days of cultivation. In addition, for species identification, the
mitochondrial genome was obtained through genetic sequencing, assembled and annotated and
revealed a mtDNA of 15.98 Kb, with 14 genes, of which 9 are protein-coding genes. Thus, the
phylogenetic analysis through the COX1 gene confirmed the taxonomic status within the genus
Chlamydomonas, opening an opportunity for future genetic studies of modification and
improvement of the species. The halotolerant strain D. viridis Embrapa|LBAS001, capable of
growing in a medium with up to eight times the salinity of the sea (3.5%) and accumulating
carotenoids, was sequenced by the Illumina and Nanopore platforms, had its mitochondrial,
chloroplast and nuclear genome mounted, annotated and the species was identified by
phylogenetic analysis. The results revealed complete mitochondrial, chloroplast and nuclear
draft genomes of 46 Kb, 176 Kb and 167 Mb, respectively. The organelles presented introns in
their sequences, a typical feature within the Dunaliella genus. The draft of the nuclear genome
showed the content of genes coding for enzymes and products with variable potential industrial
application. In addition, the annotated metabolic route of carotenoid production demonstrated
the real possibility of applying the strain in biorefinery projects for the production of actives
such as α-carotene, β-carotene, lutein, phytoene and other high-value metabolites. Thus, the
present genome can be used for studies to improve the expression of these genes of interest and
generate subsidies for genetic transformation protocols in the future.

BANKING MEMBERS:
Presidente - 059.552.486-92 - BRUNO DOS SANTOS ALVES FIGUEIREDO BRASIL - UFMG
Externa à Instituição - BETANIA FERRAZ QUIRINO
Externo à Instituição - FELIX GONCALVES DE SIQUEIRA
Externo à Instituição - JOÃO RICARDO M. DE ALMEIDA
Externa à Instituição - PRISCILA GRYNBERG