Comparison of pathologic changes in mammalian hosts infected with Schistosoma mansoni, S. japonicum and S. haematobium

The hepatic, intestinal and cardiopulmonary lesions produced by Schistosoma mansoni, S. haematobium and S. japonicum in man and experimental animals often bear striking similarities but usually have distinctive features as well. These are often related to parasitologic differences. Thus S. japonicum and S. haematobium lay their eggs in clusters which elicit the formation of large composite granulomas. The worms of these two species also tend to be sedentary, remaining in a single location for prolonged periods, thus producing large focal lesions in the intestines or urinary tract. Worm pairs of these two species also are gregarious and many worm pairs are often found in a single lesion. The size of circumoval granulomas, and the degree of fibrosis, are T cell dependent. The modulation of granuloma size is largely T cell dependent in mice infected with S. mansoni but is mostly regulated by serum factors in S. japonicum infected mice. In spite of these differences in egg laying and immunoregulation both S. mansoni and S. japonicum produce Symmers' fibrosis in the chimpanzee while S. haematobium does not, despite the presence of numerous eggs in the liver.

Role of a mouse monoclonal IgE antibody in passive transfer of immunity to Schistosoma japonicum infection

We have been able to produce a mouse monoclonal IgE antibody specific to an adult worm antigen extracted from Schistosoma japonicum (Sj). The antibody was able to elicit passive cutaneous anaphylaxis in the rat skin against Sj with the highest titer of 1:256,000 but did not cross-react with S. mansoni antigen. The antibody recognized a 97-kDa molecule expressed on the surface of mechanically transformed schistosoma of S. japonicum. Passive transfer of the antibody into mice in the early stage of challenge infection resulted in a partial but significant reduction of recovery of adult worms. Induction of eosinophilia by an oral administration of embryonated eggs of Toxocara canis prior to challenge infection enhanced the reduction.

Mini-review: the ultrasonographical and serological chanbges and their improvement after praziquantel treatment Schistosoma japonicum infected patients in Leyete, Philippines

We have identified the specific ultrasonographical (US) changes in Schistosoma japonicum infected patients with the serological changes in general liver function markers. The US examination with the following haematological and biochemical serum analysis was performed on 102 patients in Shistosomiasis Hospital, Leyte, Philippines. The US liver images were classified into 4 patterns according to the development of periportal fibrosis and the patterns of echogenic bands. Among various haematological and biochemical serum parameters of liver damage. The serum levels of total bile acid (TBA) and procollagen-III-peptide (P-III-P) correlated well with the development of hepatic fibrosis and the portal hypertension. These patients were subsequently treated with praziquantel (3 x 20 mg/kg), and improvement of the thickening of the portal vein wall and the dintensity of the echogenic band formation was detected 6 months after treatment. The significant US changes could not be detected in the patients with severe hepatic fibrosis caused in the long term infection. The results revealed that the US examination with the serum TBa level would provider a sensitive tool monitor the severity of the infection and also the improvement occured shortly after praziquantel treatment.

Recombinant tegumental protein Shistosoma japonicum very lowdensity lipoprotein binding protein as a vaccine candidate against Schistosoma japonicum

A polyhistidine-tagged recombinant tegumental protein Schistosoma japonicum very lowdensity lipoprotein binding protein (SVLBP) from adult Schistosoma japonicum was expressed in Escherichia coli. The affinity purified rSVLBP was used to vaccinate mice. The worm numbers and egg deposition recovered from the livers and veins of the immunized mice were 33.5% and 47.6% less than that from control mice, respectively (p<0.05). There was also a marked increase in the antibody response in vaccinated mice: the titer of IgG1 and IgG2a, IgG2b in the vaccinated group was significantly higher than that in the controls (>1:6,400 in total IgG). In a comparison of the reactivity of sera from healthy individuals and patients with rSVLBP, recognition patterns against this parasite tegumental antigen varied among different groups of the individuals. Notably, the average titres of anti-rSVLBP antibody in sera from faecal egg-negative individuals was significantly higher than that in sera from the faecal egg-positives, which may be reflect SVLBP-specific protection. These results suggested that the parasite tegumental protein SVLBP was a promising candidate for further investigation as a vaccine antigen for use against Asian schistosomiasis.

Molecular detection of Schistosoma japonicum in infected snails and mouse faeces using a real-time PCR assay with FRET hybridisation probes

A real-time polymerase chain reaction (PCR) assay with fluorescence resonance energy transfer (FRET) hybridisation probes combined with melting curve analysis was developed to detect Schistosoma japonicum in experimentally infected snails and in faecal samples of infected mice. This procedure is based on melting curve analysis of a hybrid between an amplicon from the S. japonicum internal transcribed spacer region 2 sequence, which is a 192-bp S. japonicum-specific sequence, and fluorophore-labelled specific probes. Real-time FRET PCR could detect as little as a single cercaria artificially introduced into a pool of 10 non-infected snails and a single egg inoculated in 100 mg of non-infected mouse faeces. All S. japonicum-infected snails and all faecal samples from infected mice were positive. Non-infected snails, non-infected mouse faeces and genomic DNA from other parasites were negative. This assay is rapid and has potential for epidemiological S. japonicum surveys in snails, intermediate hosts and faecal samples of final hosts.

Tolerância de estirpes e isolados de Bradyrhizobium e de Azorhizobium a zinco, cádmio e cobre "in vitro"

Com o objetivo de avaliar a tolerância a metais pesados "in vitro" de estirpes inoculantes (I), isolados de solos contaminados com metais (ISC) e de solos não contaminados (ISNC) de Bradyrhizobium, simbiontes de Enterolobium contortisiliquum (tamboril) e de Acacia mangium (acácia) e de Azorhizobium, simbiontes de Sesbania virgata (sesbânia), foram realizados dois experimentos. No primeiro, dez estirpes e, ou, isolados para cada espécie vegetal foram testados em meio YMA modificado por adição de tampões biológicos (HEPES e MES), suplementado com diferentes concentrações de Cu, Cd e Zn. Cobre e Cd foram testados em concentrações de 0 a 40 mg L-1, para ambos os gêneros, enquanto Zn variou de 0 a 1.000 mg L-1, para Bradyrhizobium, e de 0 a 500 mg L-1, para Azorhizobium. O crescimento de rizóbio nas diferentes concentrações de metais foi avaliado com atribuição de valores para os padrões observados (0 a 5). Os ISC de ambos os gêneros foram mais tolerantes, mas Bradyrhizobium tolerou Zn (800 mg L-1) até duas vezes e Cu (40 mg L-1) até oito vezes mais que Azorhizobium. No segundo experimento, estirpes e isolados tolerantes (T), sensíveis (S) e de tolerância média (TM) a metais selecionados em meio YMA modificado foram estudados em soluções aquosas com diferentes concentrações de Cu (0 a 0,01 mg L-1), Cd e Zn (0 a 1,0 mg L-1). A avaliação do número de células viáveis em soluções de metais foi feita por contagem das unidades formadoras de colônia em 0, 24, 48, 72 e 96 h de incubação, pelo método das diluições sucessivas e inoculação em YMA. Embora as soluções de metais tenham sido mais discriminatórias quanto a tolerância a metais que o meio YMA, estes dois métodos mostraram que: (a) Azorhizobium foi mais sensível que Bradyrhizobium, (b) os ISC de ambos os gêneros foram mais tolerantes do que os ISNC e (c) a ordem de toxidez dos metais foi Cu > Cd > Zn.

Eficiência da fixação biológica de N2 por estirpes de Bradyrhizobium na soja em plantio direto

O presente trabalho foi realizado nas safras de 1994/95, 1996/97, 1997/98 e 1998/99, objetivando avaliar a eficiência das estirpes de Bradyrhizobium recomendadas pela pesquisa, pela determinação da capacidade competitiva e da eficiência na fixação do N2 na cultura da soja, sob o sistema plantio direto. Os experimentos foram instalados em áreas experimentais da FUNDACEP, Cruz Alta (RS), manejadas desde cinco até dez anos em plantio direto. Na safra de 1994/95, foram usados os seguintes tratamentos: testemunha sem inoculação; 200 kg ha-1 de N mineral, parcelados e sem inoculação; e as combinações das quatro estirpes recomendadas comercialmente, SEMIA 587 + SEMIA 5019; SEMIA 587 + SEMIA 5079; SEMIA 587 + SEMIA 5080; SEMIA 5019 + SEMIA 5079; SEMIA 5019 + SEMIA 5080; SEMIA 5079 + SEMIA 5080 e dois isolados do sorogrupo SEMIA 586. Em 1996/97, foi retirado o último tratamento e acrescidos os tratamentos CPAC 40 + CPAC 44 e CPAC 42 + CPAC 45. Na safra de 1997/98, foi acrescido o tratamento 20 kg ha-1 de N mineral na semeadura + inoculação com SEMIA 5079 + SEMIA 5080. A adubação nitrogenada reduziu a nodulação e não resultou em acréscimo na produção da soja. Na avaliação do rendimento de grãos, em cada uma das quatro safras e na análise conjunta, a testemunha sem inoculação não apresentou diferença significativa em relação aos demais tratamentos. A não-resposta da soja à prática da inoculação pode ser atribuída à população naturalizada de Bradyrhizobium, em número adequado e eficiente, e às condições favoráveis à fixação biológica do nitrogênio, como temperatura e umidade adequadas do solo, proporcionadas pelo sistema plantio direto.

Influência do pH do meio de cultivo e da turfa no comportamento de estirpes de Bradyrhizobium

A acidez dos solos representa um problema que afeta grandes áreas agrícolas pelo mundo, principalmente nos trópicos, onde fósforo e nitrogênio também são limitantes. No caso do nitrogênio, a fixação biológica torna-se uma das alternativas mais viáveis do ponto de vista ecológico e econômico, por diminuir o uso e o impacto causado pelos fertilizantes nitrogenados. Neste trabalho, foram realizados dois experimentos in vitro e um em casa de vegetação com quatro estirpes de Bradyrhizobium (Br 4406, Br 29, SEMIA 587 e INPA 03-11B), no Departamento de Ciência do Solo (UFLA), de julho de 1998 a julho de 1999, para verificar o efeito de três valores de pH (5,0; 6,0; 6,9) no crescimento destas em meio de cultura YM, na sua simbiose com soja, assim como na sua sobrevivência em inoculantes produzidos com turfa. No primeiro experimento, as estirpes de Bradyrhizobium tiveram um comportamento diferenciado em meio líquido, obtendo melhor desempenho em pH 6,0, tanto em número de unidades formadoras de colônias quanto em produção de exopolissacarídeos. +No segundo experimento, o número de nódulos, a atividade da nitrogenase (Nase), as massas secas de nódulos, raízes e parte aérea de plantas de soja, de modo geral, não foram influenciados pelos valores de pH de cultivo das estirpes no inoculante. Entretanto, a estirpe INPA 03 - 11B mostrou-se efetiva, apresentando número de nódulos e atividade de Nase semelhantes aos de Br 29 e SEMIA 587, que são recomendadas como estirpes inoculantes, devendo, assim, ser indicada para testes de eficiência em campo. No terceiro experimento, com exceção da Br 29, que atingiu maior sobrevivência de células em pH 6,0, as outras estirpes tiveram sobrevivência semelhante neste valor de pH e em pH 6,9. O melhor desempenho das estirpes de Bradyrhizobium em pH 6,0 no meio de cultura e em turfa demonstrou a possibilidade do uso de inoculantes corrigidos para esse valor de pH, como modo de pré-adaptação às condições de acidez dos solos tropicais.

Sobrevivência de Bradyrhizobium e Azorhizobium em misturas de solo contaminadas com metais pesados

Estudos foram realizados no Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras (MG), no período de novembro/1999 a janeiro/2000, com o objetivo de avaliar a sobrevivência de estirpe e isolados de rizóbio em solo contaminado com metais pesados e verificar a relação entre tolerância do rizóbio a metais pesados em meio de cultura e sua sobrevivência em solo contaminado. Foram utilizados os dois microrganismos mais tolerantes [BR-4406 (estirpe recomendada para Enterolobium spp.) e UFLA-01-457 (isolado de solo contaminado), ambos pertencentes ao gênero Bradyrhizobium ] e os dois mais sensíveis (UFLA-01-486 e UFLA-01-510, isolados de solo contaminado, pertencentes ao gênero Azorhizobium ), todos selecionados de um grupo de 60estirpes/isolados em estudos prévios deste laboratório, em meio de cultura suplementado com metais pesados.Empregaram-se misturas de um Latossolo Vermelho-Escuro (LE) que continham 0, 15 e 45% (v/v) de um Latossolo Vermelho-Amarelo plíntico contaminado com Zn, Cd, Pb e Cu. As misturas de solo contaminado foram inoculadas com 20mL de cultura em YM na fase log das estirpes mencionadas, as quais foram testadas separadamente com três repetições. A avaliação do número de células viáveis no solo, realizada aos 0, 7, 14, 21 e 28dias de incubação, pelo método das diluições sucessivas e inoculação em placas com meio YMA, revelou comportamento diferenciado entre os organismos estudados. O número médio de células que sobreviveram ao final de 28 dias de incubação foi de (em UFCg-1de solo): 10(10,36), 10(10,29) e 10(9,70), para Bradyrhizobium, e 10(9,36), 10(7,54) e 0, para Azorhizobium em misturas de 0, 15 e 45% de solo contaminado, respectivamente. Portanto, houve maior sobrevivência de Bradyrhizobium do que de Azorhizobium , indicando maior tolerância a metais pesados do primeiro gênero.Como Bradyrhizobium foi também mais tolerante "in vitro", os resultados indicam haver relação entre o comportamento em solo contaminado e em meio de cultura com metais pesados.

Inoculantes e fertilizantes foliares na soja em área de populações estabelecidas de Bradyrhizobium sob sistema plantio direto

O trabalho foi realizado em soja nos anos agrícolas de 1996/97, 1997/98 e 2000/01, objetivando avaliar a eficiência de formulações de inoculantes comerciais, isolados e associados a fertilizantes foliares à base de Mo e Co, em área de populações estabelecidas de Bradyrhizobium. Os experimentos foram instalados em Cruz Alta (RS), em áreas sob sistema plantio direto de 8 a 12 anos. No ano agrícola 1996/97, foram usados os tratamentos: testemunha sem inoculação; 200 kg ha-1 de N, parcelados; inoculante Nitragin Cell-Tech por 50 ou 80 kg de semente, com ou sem fungicida, e com ou sem fertilizante foliar Basfoliar Co Mol; inoculante Emerge Pó; inoculante Emerge PM e Basfoliar Co Mol. Em 1997/98, além da testemunha sem inoculação, utilizaram-se os inoculantes Emerge Pó; Emerge PM; Nitragin Cell-Tech e Rizo-liq, Nitragin Cell-Tech + Basfoliar Co Mol e Basfoliar Co Mol. No ano agrícola 2000/2001, os tratamentos foram: testemunha sem inoculação; 200 kg ha-1 de N, parcelados; inoculante turfoso padrão; Emerge PM; Rizo-liq Plus; Rizo-liq Plus + fertilizante foliar Rizomicro; Rizomicro; Gelfix; Gelfix + fertilizante foliar CoMofix; Rhizofix; Rhizofix + CoMofix; CoMofix e inoculante Bionutri. Nos três anos agrícolas avaliados, não houve diferenças entre os tratamentos para matéria seca de raízes, teor de N total no grão e produtividade de grãos. Somente no ano agrícola 1997/98, a matéria seca da parte aérea apresentou diferença entre os tratamentos, com destaque para Nitragin Cell-Tech + Basfoliar Co Mol. O tratamento com 200 kg ha-1 de N reduziu a massa de nódulos. As plantas de soja não responderam à prática da inoculação, porque, provavelmente, as populações de Bradyrhizobium existentes no solo já apresentavam estirpes eficientes e em número adequado.

Influence of fungicide seed treatment on soybean nodulation and grain yield

Biological N2 fixation is a major factor contributing to the increased competitiveness of Brazilian soybeans on the international market. However, the contribution of this process may be limited by adverse conditions to symbiotic bacteria, such as fungicide seed treatments. This study aimed to evaluate the effects of the fungicides carbendazim + thiram and carboxin + thiram on soybean nodulation, plant growth and grain yield. Two field experiments were carried out in the Cerrado region of the State of Roraima, in a soil with a low organic matter content and no soybean bradyrhizobia. In 2005, seeds were treated with fungicide carbendazim + thiram and commercial inoculants containing the Bradyrhizobium elkanii strains SEMIA 5019 and SEMIA 587 and B. japonicum strains SEMIA 5079 and SEMIA 5080. In 2006, soybean seeds were treated with the fungicides carbendazim + thiram or carboxin + thiram and inoculated separately with each one of the four strains. The plants were evaluated for number of nodules and dry weight, shoot dry weight and total N accumulated in shoots 35 days after plant emergence, while grain yield and N grain content were determined at harvest. Both fungicides reduced soybean nodulation, especially in the presence of B. elkanii strains. The fungicide carbendazim + thiram reduced nodulation by about 50 % and grain yield by more than 20 % (about 700 kg ha-1), in the treatment inoculated with of strain SEMIA 587.

Diversity and efficiency of bradyrhizobium strains isolated from soil samples collected from around sesbania virgata roots using cowpea as trap species

The genetic diversity of ten Bradyrhizobium strains was evaluated for tolerance to high temperatures, to different salinity levels and for the efficiency of symbiosis with cowpea plants (Vigna unguiculata (L.) Walp.). Eight of these strains were isolated from nodules that appeared on cowpea after inoculation with suspensions of soil sampled from around the root system of Sesbania virgata (wand riverhemp) in ecosystems of South Minas Gerais. The other two strains used in our analyses as references, were from the Amazon and are currently recommended as cowpea inoculants. Genetic diversity was analyzed by amplifying repetitive DNA elements with the BOX primer, revealing high genetic diversity with each strain presenting a unique band profile. Leonard jar assays showed that the strains UFLA 03-30 and UFLA 03-38 had the highest N2-fixing potentials in symbiosis with cowpea. These strains had more shoot and nodule dry matter, more shoot N accumulation, and a higher relative efficiency than the strains recommended as inoculants. All strains grew in media of pH levels ranging from 4.0 to 9.0. The strains with the highest N2-fixing efficiencies in symbiosis with cowpea were also tolerant to the greatest number of antibiotics. However, these strains also had the lowest tolerance to high salt concentrations. All strains, with the exceptions of UFLA 03-84 and UFLA 03-37, tolerated temperatures of up to 40 ºC. The genetic and phenotypic characteristics of the eight strains isolated from soils of the same region were highly variable, as well as their symbiotic efficiencies, despite their common origin. This variability highlights the importance of including these tests in the selection of cowpea inoculant strains.

Inoculação da soja com Bradyrhizobium no sulco de semeadura alternativamente à inoculação de sementes

A fixação biológica de N é indispensável à soja no Brasil, dispensando o uso de N mineral e reduzindo o custo de produção. O objetivo deste estudo foi comparar a inoculação da soja com Bradyrhizobium no sulco de semeadura com a inoculação tradicional nas sementes, em solo com baixo teor de matéria orgânica e desprovido de bactérias nodulantes dessa cultura. Foi conduzido um experimento de campo no cerrado de Roraima no ano de 2006 e repetido nas mesmas condições em 2007, sendo avaliados os tratamentos: controle sem inoculação e sem N mineral, 200 kg ha-1 de N na forma de ureia e os métodos de inoculação no sulco de semeadura e inoculação nas sementes, sendo cada método avaliado em sementes sem tratamentos com fungicidas e com a aplicação de carboxin+tiram e carbendazim+tiram. A inoculação da soja no sulco proporcionou desempenho da fixação biológica do N igual ao da inoculação realizada nas sementes, não havendo diferenças na produção de matéria seca, rendimento de grãos e acúmulo de N na parte aérea e nos grãos. Por sua vez, quando as sementes foram tratadas com fungicidas, especialmente carbendazim+tiram, houve menor nodulação das plantas, desenvolvimento da parte aérea e rendimento de grãos com a inoculação nas sementes, enquanto para a inoculação no sulco não houve interferência. Assim, a inoculação no sulco de semeadura mostrou-se uma alternativa viável para a soja quando as sementes foram tratadas com fungicidas.

Sinergismo Bacillus, Brevibacillus e, ou, Paenibacillus na simbiose Bradyrhizobium-caupi

O feijão-caupi Vigna unguiculata [L.] Walp. é a principal cultura de subsistência do semiárido brasileiro, sendo fonte de proteínas de baixo custo, notadamente, para populações carentes. A produção dessa cultura no Nordeste é baixa devido à não utilização de insumos agrícolas - entre eles, o fertilizante nitrogenado. Por outro lado, bactérias promotoras de crescimento em plantas (BPCPs) vêm sendo estudadas, de forma a maximizar a fixação de N2, disponibilizar nutrientes como P ou fito-hormônios e inibir doenças. Os objetivos deste trabalho foram verificar a viabilidade da coinoculação das sementes de feijão-caupi usando Paenibacillus, Brevibacillus e, ou, Bacillus e Bradyrhizobium-caupi; caracterizar as estirpes quanto à produção de ácido indol acético (AIA) e solubilização de fosfato; e avaliar o sinergismo entre os microrganismos como alternativa para otimizar a FBN. Os experimentos foram conduzidos em laboratório e em casa de vegetação do Instituto Agronômico de Pernambuco (IPA), utilizando o feijão-caupi cv. "IPA - 206". As estirpes utilizadas foram: Bacillus sp. - 449, 450, 451, 461 e ANBE 31; B. cereus - 440; B. subtilis - 438, 441, 454, 455 e 459; B. pumilus - 444, 445 e 448; B. megaterium - 462; Brevibacillus brevis - 447; Paenibacillus brasilensis - 24, 172 e 177; P. graminis - MC 04.21, MC 22.13 e BR 60106; P. polymyxa - S21; e P. durus - RBN4. Os microrganismos não apresentaram capacidade para produzir AIA nem solubilizar fosfato. Ocorreu sinergismo das estirpes de Bacillus sp. (449) e Bacillus pumilus (444) coinoculadas com a estirpe de Bradyrhizobium sp. (BR 3267) no feijão-caupi.

Resposta do feijão-caupi à inoculação com estirpes de Bradyrhizobium recomendadas para a soja

O uso de inoculantes contendo bactérias fixadoras de N2 aumenta anualmente na cultura do feijão-caupi nas regiões Norte, Nordeste e Centro-Oeste do Brasil. Entretanto, em muitas ocasiões vêm sendo utilizadas estirpes recomendadas para a cultura da soja, mesmo existindo estirpes próprias para o feijão-caupi. Este trabalho foi conduzido com o objetivo de avaliar a resposta das estirpes de Bradyrhizobium recomendadas para a soja na nodulação e no crescimento e desenvolvimento das plantas de feijão-caupi. Conduziu-se um experimento em condições controladas em casa de vegetação com a cultivar BRS Guariba inoculada com as estirpes recomendadas para a cultura da soja: SEMIA 5079 (= CPAC 15), SEMIA 5080 (= CPAC 7), SEMIA 587 e SEMIA 5019 (= BR 29); duas estirpes recomendadas para o feijão-caupi: SEMIA 6462 (= BR 3267) e SEMIA 6464 (= BR 3262); um tratamento com adubação nitrogenada; e um controle absoluto. Os resultados mostraram que a estirpe SEMIA 587 apresentou eficiência na FBN na cultura do feijão-caupi semelhante à das estirpes BR 3262 e BR 3267. Por outro lado, apesar de as estirpes CPAC 15 e CPAC 7 proporcionarem a formação de elevado número de nódulos no feijão-caupi, ocasionaram crescimento de plantas, eficiência nodular e acúmulo de N inferiores aos das estirpes BR 3262 e BR 3267, não devendo ser utilizadas como inoculante para a cultura.