Multiplex polymerase chain reaction to identify and determine the toxigenicity of Corynebacterium spp with zoonotic potential and an overview of human and animal infections

Corynebacterium diphtheriae, Corynebacterium ulcerans and Corynebacterium pseudotuberculosis constitute a group of potentially toxigenic microorganisms that are related to different infectious processes in animal and human hosts. Currently, there is a lack of information on the prevalence of disease caused by these pathogens, which is partially due to a reduction in the frequency of routine laboratory testing. In this study, a multiplex polymerase chain reaction (mPCR) assay that can simultaneously identify and determine the toxigenicity of these corynebacterial species with zoonotic potential was developed. This assay uses five primer pairs targeting the following genes: rpoB (Corynebacterium spp), 16S rRNA (C. ulcerans and C. pseudotuberculosis), pld (C. pseudotuberculosis), dtxR (C. diphtheriae) and tox [diphtheria toxin (DT) ]. In addition to describing this assay, we review the literature regarding the diseases caused by these pathogens. Of the 213 coryneform strains tested, the mPCR results for all toxigenic and non-toxigenic strains of C . diphtheriae, C. ulcerans and C. pseudotuberculosis were in 100% agreement with the results of standard biochemical tests and PCR-DT. As an alternative to conventional methods, due to its advantages of specificity and speed, the mPCR assay used in this study may successfully be applied for the diagnosis of human and/or animal diseases caused by potentially toxigenic corynebacterial species.

Influenza A virus infection of healthy piglets in an abattoir in Brazil: animal-human interface and risk for interspecies transmission

Asymptomatic influenza virus infections in pigs are frequent and the lack of measures for controlling viral spread facilitates the circulation of different virus strains between pigs. The goal of this study was to demonstrate the circulation of influenza A virus strains among asymptomatic piglets in an abattoir in Brazil and discuss the potential public health impacts. Tracheal samples (n = 330) were collected from asymptomatic animals by a veterinarian that also performed visual lung tissue examinations. No slaughtered animals presented with any noticeable macroscopic signs of influenza infection following examination of lung tissues. Samples were then analysed by reverse transcription-polymerase chain reaction that resulted in the identification of 30 (9%) influenza A positive samples. The presence of asymptomatic pig infections suggested that these animals could facilitate virus dissemination and act as a source of infection for the herd, thereby enabling the emergence of influenza outbreaks associated with significant economic losses. Furthermore, the continuous exposure of the farm and abattoir workers to the virus increases the risk for interspecies transmission. Monitoring measures of swine influenza virus infections and vaccination and monitoring of employees for influenza infection should also be considered. In addition regulatory agencies should consider the public health ramifications regarding the potential zoonotic viral transmission between humans and pigs.

The multifaceted resources and microevolution of the successful human and animal pathogen methicillin-resistant Staphylococcus aureus

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the most important bacterial pathogens based on its incidence and the severity of its associated infections. In addition, severe MRSA infections can occur in hospitalised patients or healthy individuals from the community. Studies have shown the infiltration of MRSA isolates of community origin into hospitals and variants of hospital-associated MRSA have caused infections in the community. These rapid epidemiological changes represent a challenge for the molecular characterisation of such bacteria as a hospital or community-acquired pathogen. To efficiently control the spread of MRSA, it is important to promptly detect the mecA gene, which is the determinant of methicillin resistance, using a polymerase chain reaction-based test or other rapidly and accurate methods that detect the mecA product penicillin-binding protein (PBP)2a or PBP2’. The recent emergence of MRSA isolates that harbour a mecA allotype, i.e., the mecC gene, infecting animals and humans has raised an additional and significant issue regarding MRSA laboratory detection. Antimicrobial drugs for MRSA therapy are becoming depleted and vancomycin is still the main choice in many cases. In this review, we present an overview of MRSA infections in community and healthcare settings with focus on recent changes in the global epidemiology, with special reference to the MRSA picture in Brazil.

Foraging by Polybia (Trichothorax) ignobilis (Hymenoptera, Vespidae) on flies at animal carcasses

Proteins for brood nutrition of social wasps are obtained from many prey, including insects (even bees and other wasps), spiders and bits of decaying meat. After being captured and killed, prey are reduced to a shapeless mass and distributed to the brood. Little is known about the foraging activity, especially on this group. Herein we describe the sequence of foraging behaviours of the social wasp Polybia (Trichothorax) ignobilis for hunting flies (Diptera: Calliphoridae and Muscidae) over pig carcasses. To our knowledge, there are few scientific descriptions of prey foraging behaviour on this species.

Necrophagous diptera associated with wild animal carcasses in southern Brazil

Necrophagous Diptera associated with wild animal carcasses in southern Brazil. The aim of this study was to acquire a better knowledge concerning the diversity of necrophagous Diptera that develop on wild animal carcasses. For this purpose, the decomposition of six wild animal carcasses was observed in order to collect and identify the main species of necrophagous flies associated with the decomposition process. The carcasses were found on highways near the cities of Pelotas and Capão do Leão in the initial stage of decomposition, with no significant injuries or prior larval activity. Four wild animal models were represented in this study: two specimens of Didelphis albiventris Lund, 1840; two Tupinambis merianae Linnaeus, 1758; one Nothura maculosa Temminck, 1815; and one Cerdocyon thous Linnaeus, 1766. A total of 16,242 flies from 14 species were reared in the laboratory, where Muscidae presented the greatest diversity of necrophagous species. Overall, (i) carcasses with larger biomass developed a higher abundance of flies and (ii) the necrophagous community was dominated by Calliphoridae, two patterns that were predicted from published literature; and (iii) the highest diversity was observed on the smaller carcasses exposed to the lowest temperatures, a pattern that may have been caused by the absence of the generalist predator Chrysomya albiceps (Wiedemann, 1819). (iv) An UPGMA analysis revealed a similar pattern of clusters of fly communities, where the same species were structuring the groupings.

Erosão na cultura do milho em sucessão à aveia preta e pousio descoberto, em preparo convencional e plantio direto, com tração animal e tratorizada

Empregando chuva simulada em Argissolo Vermelho distrófico arênico, com declividade média de 0,12 m m-1, avaliou-se a erosão na cultura do milho (Zea mays L.) em preparo convencional e plantio direto, utilizando tração animal e tratorizada, antecedida de pousio descoberto e aveia preta (Avena strigosa Schieb) no inverno, no período compreendido entre 1994 e 1995. Chuvas simuladas na intensidade de 64 mm h-1 e duração de 60 a 105 min foram aplicadas em quatro épocas: logo após a semeadura, 30 e 60 dias após a emergência e logo após a colheita do milho. A cobertura do solo propiciada pela cultura de inverno foi reduzida em 90% após o preparo convencional, independentemente da forma de tração. As perdas de solo e água medidas durante o desenvolvimento do milho foram sempre maiores sob preparo convencional do que sob plantio direto, independentemente da forma de tração, exceto logo após a colheita, quando a resteva estava uniformemente distribuída na superfície do solo. No preparo convencional, a erosão na cultura do milho foi, na média das formas de tração, 45% menor, quando antecedida de aveia preta no inverno do que quando antecedida de pousio descoberto. Por sua vez, a cultura do milho, por si só, reduziu a erosão em 60%, na média das formas de tração, comparada à do solo descoberto. A forma de tração influenciou a erosão somente no preparo convencional, com a animal apresentando perdas totais de solo 55 e 15% inferiores à tratorizada, respectivamente na cultura do milho e em solo descoberto. A perda de água por enxurrada foi mais afetada pela forma de tração no preparo convencional, totalizando, em média, 44% na animal e 57% na tratorizada, em relação ao volume total de chuva aplicado.

Distribuição e caracterização de substâncias húmicas em vermicompostos de origem animal e vegetal

A utilização de resíduos orgânicos, como fertilizantes e condicionadores de solo, requer sua maturação e monitoramento da qualidade do material resultante. A vermicompostagem é uma técnica que, ao longo do processo, elimina os potenciais efeitos adversos dos resíduos à saúde humana e ao solo. A avaliação das substâncias húmicas (SH) nos produtos finais quanto à quantidade e à qualidade permite inferir sobre o grau de estabilidade e maturidade dos vermicompostos. Este trabalho objetivou avaliar a qualidade de seis vermicompostos das seguintes matérias-primas: esterco bovino (EB), esterco ovino (EO), esterco suíno (ES), esterco de codorna (EC), borra de café (BC) e de erva-mate (BE) com respeito ao teor de ácidos húmicos (AH) e de ácidos fúlvicos (AF) e às suas características químicas, após 70 dias de compostagem. O fracionamento químico da matéria orgânica foi realizado com base na solubilidade em meio básico e ácido e a distribuição de cada fração calculada como percentual do C total. Foram calculados os índices de humificação: percentual de AH e razão AH/AF. Nos AH e AF purificados, determinaram-se a composição elementar (CHNO), a composição química por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e o índice de aromaticidade I1630/I2920. O teor de substâncias húmicas (AH+AF) decresceu na seqüência: BC > EO≈ BE≈ EB > ES > EC, tendo sua composição química também diferido entre os vermicompostos. O grau de maturidade foi superior nos vermicompostos de resíduos de origem vegetal (borra de café e de erva-mate). Os AH desses dois vermicompostos apresentaram menor proporção de grupos oxigenados e menor caráter aromático.

Comportamento e impacto ambiental de antibióticos usados na produção animal brasileira

Antibióticos têm sido utilizados em grandes quantidades nas criações animais. Muitas dessas moléculas não são totalmente metabolizadas no organismo animal e seus resíduos têm sido detectados em amostras de solo, água superficial e subterrânea. A ocorrência desses resíduos no ambiente pode favorecer a resistência de microrganismos aos agentes antibióticos, além de causar problemas de ordem toxicológica a determinados organismos vivos. Os antibióticos de uso veterinário são, no geral, representados por moléculas anfóteras, com vários grupos funcionais ionizáveis (diferentes valores de pKa), massas molares bastante variáveis (172 a 916 g mol-1) e baixos potenciais de volatilização (pressão de vapor < 1,1 x 10-11 mm Hg). Em relação aos pesticidas, esses compostos apresentam maiores valores de solubilidade em água e menores valores de coeficiente de partição n-octanol-água (log Kow), provavelmente devido à presença de muitos grupos funcionais ionizáveis, o que sugere menor potencial de bioacumulação e maior mobilidade no solo. No presente trabalho avaliam-se o uso de antibióticos e a importância da produção animal no Brasil, aspectos do seu comportamento ambiental em condições de clima temperado e, por fim, enfatiza-se a necessidade de conduzir investigações sobre sua ocorrência e comportamento em solos muito intemperizados, predominantes nos ambientes tropicais.

Morphostructural characterization of soil conventionally tilled with mechanized and animal traction with and without cover crop

The structural stability and restructuring ability of a soil are related to the methods of crop management and soil preparation. A recommended strategy to reduce the effects of soil preparation is to use crop rotation and cover crops that help conserve and restore the soil structure. The aim of this study was to evaluate and quantify the homogeneous morphological units in soil under conventional mechanized tillage and animal traction, as well as to assess the effect on the soil structure of intercropping with jack bean (Canavalia ensiformis L.). Profiles were analyzed in April of 2006, in five counties in the Southern-Central region of Paraná State (Brazil), on family farms producing maize (Zea mays L.), sometimes intercropped with jack bean. The current structures in the crop profile were analyzed using Geographic Information Systems (GIS) and subsequently principal component analysis (PCA) to generate statistics. Morphostructural soil analysis showed a predominance of compact units in areas of high-intensity cultivation under mechanized traction. The cover crop did not improve the structure of the soil with low porosity and compact units that hamper the root system growth. In areas exposed to animal traction, a predominance of cracked units was observed, where roots grew around the clods and along the gaps between them.

Animal manure phosphorus characterization by sequential chemical fractionation, release kinetics and 31P-NMR analysis

Phosphate release kinetics from manures are of global interest because sustainable plant nutrition with phosphate will be a major concern in the future. Although information on the bioavailability and chemical composition of P present in manure used as fertilizer are important to understand its dynamics in the soil, such studies are still scarce. Therefore, P extraction was evaluated in this study by sequential chemical fractionation, desorption with anion-cation exchange resin and 31P nuclear magnetic resonance (31P-NMR) spectroscopy to assess the P forms in three different dry manure types (i.e. poultry, cattle and swine manure). All three methods showed that the P forms in poultry, cattle and swine dry manures are mostly inorganic and highly bioavailable. The estimated P pools showed that organic and recalcitrant P forms were negligible and highly dependent on the Ca:P ratio in manures. The results obtained here showed that the extraction of P with these three different methods allows a better understanding and complete characterization of the P pools present in the manures.

Altura de Pastejo de Braquiária e Carga Animal Limitada pelos Atributos Físicos do Solo em Sistema Integração Lavoura-Pecuária com Soja

O manejo da altura de pastejo das forrageiras pelos bovinos pode comprometer os atributos físicos do solo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da altura de pastejo de braquiária (Urochloa ruziziensis) e a carga animal média, após três anos de sistema integração lavoura-pecuária com soja, nos atributos físicos de um Latossolo Vermelho distrófico típico. O delineamento experimental foi de blocos casualizados, com três repetições. Cinco tratamentos com 10, 20, 30 e 40 cm de altura de pastejo, após 84 dias de pastejo contínuo mantidos com carga variável de bovinos, e um tratamento testemunha sem pastejo foram avaliados em parcelas experimentais de 1 ha. Em novembro de 2012, após o terceiro período de pastejo, com carga animal média de 1.262, 919, 892 e 724 kg ha-1 de peso vivo, respectivamente, para as alturas de pastejo de 10, 20, 30 e 40 cm, coletaram-se amostras indeformadas de solo nas camadas de 0-10, 10-20 e 20-30 cm, as quais foram utilizadas para determinar as curvas de retenção de água e de resistência do solo à penetração e a densidade do solo (Ds), bem como para calcular o intervalo hídrico ótimo (IHO). A menor Ds ocorreu na camada de 0-10 cm para a altura de pastejo de 31 cm da braquiária que correspondeu a 72 % da carga animal máxima. O maior IHO ocorreu na camada de 10-20 cm para a altura de pastejo de 23 cm da braquiária que correspondeu a 83 % da carga animal máxima. O manejo da altura de pastejo da braquiária foi limitado em 23 cm pela maior carga animal e melhores atributos físicos na camada de 10-20 cm do Latossolo Vermelho distrófico típico.

Determinação da composição mineral de subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal, pela técnica de ativação neutrônica

O presente trabalho teve como objetivo analisar alguns subprodutos agroindustriais utilizados na alimentação animal e identificar os principais minerais presentes. Amostras de farelos de algodão, arroz, canola, soja e trigo; farinhas de peixe, carne e penas + vísceras; cascas de algodão, arroz, laranja; bagaços de tomate e de laranja foram coletadas em diferentes locais de produção. O método analítico empregado foi a análise por ativação com nêutrons seguida de espectrometria gama. Os níveis de minerais encontrados em todas as amostras, inclusive aqueles considerados tóxicos, tais como As, Cd e Hg, não excederam os limites máximos permitidos em dietas para animais domésticos. Os valores obtidos foram comparados com os comumente encontrados em forragens.

PRODUÇÃO ANIMAL EM PASTAGEM DE MILHETO SOB DIFERENTES NÍVEIS DE NITROGÊNIO

O experimento foi conduzido em área da Universidade Federal de Santa Maria, RS, com o objetivo de verificar os efeitos de três níveis de adubação nitrogenada (0, 150 e 300 kg/ha de N) em pastagem de milheto (Pennisetum americanum (L.) Leeke) cv. Comum, sobre a produção animal. Foram utilizados novilhos de corte e avaliados o desempenho por animal, o número de animais.dia/ha e o ganho de peso vivo por área. O sistema de pastejo adotado foi o contínuo, com ajustes de carga para manter uma pressão de pastejo de 10%, caracterizando um resíduo médio de 3.168 kg de matéria seca/ha. As variáveis dependentes mostraram relação linear positiva com os níveis de adubação nitrogenada, o que denota o alto potencial do milheto.

Desempenho animal em pasto de aveia e azevém com distintas biomassas de lâminas foliares

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de biomassas de lâminas foliares no desempenho animal. Utilizou-se mistura de aveia (Avena strigosa Schreb) e azevém (Lolium multiflorum Lam.), para determinar quantidades adequadas de sua biomassa no manejo da pastagem. Foram realizados dois experimentos, na estação fria de 2002 e 2003. Na avaliação de 2002, os valores de biomassa de lâminas foliares foram de 360 kg ha-1 (baixa) e 630 kg ha-1 (alta). Em 2003, foram obtidas biomassas de 352, 422 e 507 kg ha-1, classificadas como baixa, média e alta, respectivamente. O método de pastejo foi contínuo, com taxa de lotação variada; os animais utilizados foram terneiros da raça Charolês e cruzados com Nelore, com idade inicial de nove meses. As variáveis de produção animal avaliadas, nos dois anos, foram: ganho médio diário, carga animal e ganho de peso vivo por área. As distintas biomassas de lâminas foliares mantidas não são fatores limitantes ao desempenho animal.

Seleção tradicional e associada a marcadores moleculares na avaliação genética animal

O objetivo deste trabalho foi comparar a seleção, utilizando valores genéticos preditos pelo BLUP clássico (BLUP), BLUP marcadores (BLUPM) e pela seleção individual (SI), usando simulação com o programa Genesys. Para obter a matriz de similaridade genética utilizada no BLUPM, foram simulados cem marcadores moleculares do tipo microssatélite (SSR - Simple Sequence Repeat), por meio de um coeficiente de similaridade correspondente à distância euclideana média para dados quantitativos. A fim de comparar os diferentes métodos, utilizaram-se populações com tamanho efetivo de 66,66 e média de 30 repetições, avaliando-se os valores fenotípicos médios. Os ganhos ao longo das 20 gerações de seleção foram maiores para o BLUP em relação ao BLUPM, e este foi superior à SI. Quanto ao ganho obtido nas cinco primeiras gerações, o BLUPM apresentou ganhos semelhantes ao BLUP e superiores à SI. Diferentes sistemas de acasalamento dos reprodutores selecionados não revelaram diferenças em ganho genético nos métodos baseados no BLUP.