Variability of the wheat powdery mildew pathogen Blumeria graminis f. sp. tritici in the 2003 crop season

Wheat (Triticum aestivum) powdery mildew, caused by the biotrophic fungus Blumeria graminis f. sp. tritici, is one of the most severe foliar diseases attacking this crop, reducing grain yields by 10% to 62% in Brazil. The disease can be controlled by genetic resistance of the host, but the pathogen has physiological specialization, which enables it to infect wheat cultivars that have remained resistant for years. The objective of this work was to evaluate the variability of pathogenic strains of B. graminis f. sp. tritici collected in Brazil and the effectiveness of wheat resistance genes to powdery mildew in the 2003 crop season. Plants of a differential series were inoculated with each monopustular isolate. Thirty-one combinations of effective and ineffective resistance genes were identified. Only the gene Pm4a+... remained totally effective to all isolates, and gene Pm6 was highly effective (below 10% of susceptibility), whereas genes Pm3a and Pm8 were totally ineffective (susceptible to all isolates). Genes Pm3c, D1, and D2 showed low effectiveness (above 50% of susceptibility), and genes Pm1, 2, 4a, 1+?, and 2+Mld had mean effective results to most strains (susceptibility between 10% and 49%). The virulence formula Pm1, 3c, 4a, 6, 1+?, 2+Mld, 4a+..., D2 (effective genes) / 2, 3a, 8, D1 (ineffective genes) was most frequently found, accounting for 15% of the occurrences. The most frequent number of ineffective genes was seven, ranging from three to ten.

Podridão-mole em pós-colheita de batata (Solanum tuberosum) incitada por Pseudomonas viridiflava

Isolou-se uma bactéria incitadora de podridão-mole em batata e procurou-se identificá-la em nível de espécie. Testes biológicos, bioquímicos e tintoriais permitiram posicionar o microrganismo em questão com pertencente à espécie Pseudomonas viridiflava. Procurou-se também investigar a suscetibilidade de diferentes órgãos de reserva de distintas espécies botânicas à espécie bacteriana. Este trabalho mostra e confirma que outras espécies que não as de Pectobacterium spp. são capazes de incitar podridões-moles em órgãos de reserva.

Alterações metabólicas em plantas de feijão originadas de sementes microbiolizadas por Pseudomonas sp. e inoculadas com Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli

Muitas enzimas estão envolvidas em reações de defesa de plantas contra patógenos. O objetivo deste trabalho foi verificar alterações na atividade de algumas destas enzimas em plantas de feijão originadas de sementes microbiolizadas com um isolado de Pseudomonas do grupo das fluorescentes (isolado DFs842). Sementes de feijão cultivar BRS Valente foram imersas em suspensão salina preparada a partir de crescimento bacteriano com 24 h do isolado de Pseudomonas (OD540=0,5) sabidamente biocontroladora de Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli. Como testemunhas, as sementes foram imersas em solução salina (NaCl 0,85%). Após a microbiolização por 5 h a 10ºC, as sementes foram plantadas em vasos contendo uma mistura de solo não esterilizado, areia e esterco bovino (proporção 3:1:1), mantidos em casa de vegetação. A inoculação do patógeno foi realizada na terceira folha verdadeira de todas as plantas, fazendo-se cortes com tesoura imersa em suspensão salina do patógeno (X. axonopodis pv. phaseoli) preparada a partir de crescimento de 24 h (OD540=0,4). Câmaras úmidas foram mantidas 24 h antes e após a inoculação. Para o preparo do extrato protéico, as três primeiras folhas verdadeiras foram coletadas individualmente em 5 épocas de coleta distintas: uma, momentos antes da inoculação e as demais nos tempos seis, 24, 72 h e 15 dias após a inoculação. Este extrato protéico serviu de fonte para as determinações do teor de proteínas solúveis totais (PST), atividade da polifenol oxidase (PPO) e da peroxidase (PO), as quais foram realizadas por leituras espectrofotométricas. Os resultados demonstraram aumento significativo no teor de PST e na atividade de PPO nas plantas submetidas ao tratamento com isolado DFs842, sendo que, o teor de PST foi o dobro, em relação às plantas não tratadas. Também foi observado que, mesmo antes da inoculação do patógeno o teor de PST e a atividade de PPO nas plantas tratadas estavam bem maiores. Em relação à atividade de PO houve redução da mesma nas plantas tratadas com o isolado de Pseudomonas (DFs842). Esses resultados evidenciaram que a microbiolização das sementes provocou alterações metabólicas nas plantas delas originadas, pelo aumento do teor de PST e atividade de PPO, indicando uma provável participação destas enzimas na indução de resistência ativada pela microbiolização com o isolado de Pseudomonas (DFs842).

Detecção de Pseudomonas viridiflava em sementes importadas de couve chinesa (Brassica rapa var. pekinensis)

A ocorrência de Pseudomonas viridiflava é descrita em sementes de couve chinesa (Brassica rapa var. pekinensis) importadas do Japão. Do ponto de vista epidemiológico, a detecção dessa bactéria é de extrema importância. Embora já existam, em nosso país, relatos desse patógeno nas culturas de alface, alho, cebola, cenoura, feijão e mandioca, sua presença em sementes de couve chinesa pode se constituir num risco potencial para outras espécies de brássicas aqui cultivadas.

Controle biológico da podridão radicular (Pythium aphanidermatum) e promoção de crescimento por Pseudomonas chlororaphis 63-28 e Bacillus subtilis GB03 em alface hidropônica

Podridões radiculares causadas por espécies de Pythium são um importante problema em cultivos hidropônicos. Sintomas de subdesenvolvimento são observados nas plantas parasitadas pelo patógeno, sendo muitas vezes não diagnosticados pelo produtor. O objetivo do trabalho foi avaliar o controle biológico da podridão radicular causada por Pythium aphanidermatum e a promoção de crescimento por Pseudomonas chlororaphis 63-28 e Bacillus subtilis GB03, reconhecidos agentes de controle biológico de doenças de plantas. A inoculação das plantas com P. aphanidermatum ocasionou o subdesenvolvimento, sendo essa diminuição de 20%. A adição dos agentes de biocontrole na solução nutritiva teve um efeito positivo no aumento da massa (6% a 13%), no número de folhas (4% a 7%) e no teor de clorofila (3%) das plantas de alface. Entretanto, maiores estudos devem ser realizados para melhorar a capacidade de controle da doença e de promoção de crescimento pelos agentes de biocontrole estudados no cultivo de alface hidropônica.

Surto de abscesso mandibular por Pseudomonas aeruginosa em ovinos

Descreve-se um surto de abscesso mandibular em ovelhas da raça Bergamácia no município de Botucatu, estado de São Paulo. Do rebanho de 120 animais, 35 apresentaram aumento de volume mandibular com a presença de nódulos únicos, de consistência pétrea, de diferentes tamanhos, fistulados ou não e sem indicativos de inflamação dos tecidos moles adjacentes. Os animais eram criados em pasto de Panicum maximum cv. Tanzânia com água e sal mineral ad libitum e everminados, via oral, com pistolas dosificadoras. O material para diagnóstico microbiológico e antibiograma foi coletado de cinco animais acometidos, por punção e aspiração dos nódulos. Dos 35 animais acometidos, 19 foram submetidos ao exame radiográfico, um ao exame tomográfico e outro à biópsia óssea da região submandibular. O único ovino que morreu, encontrava-se em estado de caquexia provavelmente devido à localização do aumento de volume que afetou a implantação dos dentes molares daquela região impedindo a apreensão e mastigação adequadas levando a perda da condição corporal e morte. Ao exame necroscópico, observaram-se áreas de necrose caseosa na mandíbula direita de onde isolou-se Pseudomonas aeruginosa. O tratamento utilizado foi baseado na aplicação de iodeto de sódio a 10% por via intramuscular e antibioticoterapia segundo antibiograma com enrofloxacina por via intramuscular, porém com pouca eficácia. Diante do quadro clínico, dos dados de anamnese, da localização das lesões no tecido ósseo mandibular, do resultado do cultivo microbiológico, das alterações radiográficas e tomográficas foi feito o diagnóstico de abscesso mandibular causado por Pseudomonas aeruginosa.

Effect of Lactobacillus sp. isolates supernatant on Escherichia coli O157:H7 enhances the role of organic acids production as a factor for pathogen control

Many attempts have been made to establish the control of foodborne pathogens through Lactobacillus isolates and their metabolism products with success being obtained in several situations. The aim of this study was to investigate the antagonistic effect of eight Lactobacillusisolates, including L. caseisubsp. pseudoplantarum,L. plantarum, L. reuteri and L. delbrueckii subsp. delbrueckii, on the pathogenic Escherichia colistrain O157:H7. The inhibitory effect of pure cultures and two pooled cultures supernatants of Lactobacillus on the growth of pathogenic bacteria was evaluated by the spot agar method and by monitoring turbidity. Antimicrobial activity was confirmed for L. reuteri and L. delbrueckii subsp. delbrueckii and for a pool of lactic acid bacteria. The neutralized supernatant of the pool exerted a higher antimicrobial activity than that of the individual strains. Furthermore, D-lactic acid and acetic acid were produced during growth of the Lactobacillus isolates studied.

Endothelium-dependent vasodilation in response to Pseudomonas aeruginosa lipopolysaccharide: an in vitro study on canine arteries

Early systemic arterial hypotension is a common clinical feature of Pseudomonas septicemia. To determine if Pseudomonas aeruginosa endotoxin induces the release of endothelium-derived nitric oxide (EDNO), an endogenous nitrovasodilator, segments of canine femoral, renal, hepatic, superior mesenteric, and left circumflex coronary arteries were suspended in organ chambers (physiological salt solution, 95% O2/5% CO2, pH 7.4, 37oC) to measure isometric force. In arterial segments contracted with 2 µM prostaglandin F2a, Pseudomonas endotoxin (lipopolysaccharide (LPS) serotype 10(Habs) from Pseudomonas aeruginosa (0.05 to 0.50 mg/ml)) induced concentration-dependent relaxation of segments with endothelium (P<0.05) but no significant change in tension of arteries without endothelium. Endothelium-dependent relaxation in response to Pseudomonas LPS occurred in the presence of 1 µM indomethacin, but could be blocked in the coronary artery with 10 µM NG-monomethyl-L-arginine (L-NMMA), a competitive inhibitor of nitric oxide synthesis from L-arginine. The inhibitory effect of L-NMMA on LPS-mediated vasorelaxation of the coronary artery could be reversed by exogenous 100 µM L-arginine but not by 100 µM D-arginine. These experiments indicate that Pseudomonas endotoxin induces synthesis of nitric oxide from L-arginine by the vascular endothelium. LPS-mediated production of EDNO by the endothelium, possibly through the action of constitutive nitric oxide synthase (NOSc), may decrease systemic vascular resistance and may be the mechanism of early hypotension characteristic of Pseudomonas septicemia.

Adhesion of the human pathogen Sporothrix schenckii to several extracellular matrix proteins

The pathogenic fungus Sporothrix schenckii is the causative agent of sporotrichosis. This subcutaneous mycosis may disseminate in immunocompromised individuals and also affect several internal organs and tissues, most commonly the bone, joints and lung. Since adhesion is the first step involved with the dissemination of pathogens in the host, we have studied the interaction between S. schenckii and several extracellular matrix (ECM) proteins. The binding of two morphological phases of S. schenckii, yeast cells and conidia, to immobilized type II collagen, laminin, fibronectin, fibrinogen and thrombospondin was investigated. Poly (2-hydroxyethyl methacrylate) (poly-HEMA) was used as the negative control. Cell adhesion was assessed by ELISA with a rabbit anti-S. schenckii antiserum. The results indicate that both morphological phases of this fungus can bind significantly to type II collagen, fibronectin and laminin in comparison to the binding observed with BSA (used as blocking agent). The adhesion rate observed with the ECM proteins (type II collagen, fibronectin and laminin) was statistically significant (P<0.05) when compared to the adhesion obtained with BSA. No significant binding of conidia was observed to either fibrinogen or thrombospondin, but yeast cells did bind to the fibrinogen. Our results indicate that S. schenckii can bind to fibronectin, laminin and type II collagen and also show differences in binding capacity according to the morphological form of the fungus.

Typing of Pseudomonas aeruginosa from hospitalized patients: a comparison of susceptibility and biochemical profiles with genotype

Typing techniques are essential for understanding hospital epidemiology, permitting the elucidation of the source of infection and routes of bacterial transmission. Although DNA-based techniques are the "gold standard" for the epidemiological study of Pseudomonas aeruginosa, antibiotic profiles and biochemical results are used because they are easy to perform and to interpret and relatively inexpensive. Antibiotypes (susceptibility profiles) and biotypes (biochemical profiles) were compared to genotypes established by DNA restriction enzyme analysis in 81 clinical isolates of P. aeruginosa from three hospitals in Porto Alegre, Brazil. The epidemiological relationship among patients was also evaluated. Susceptibility and restriction profiles were discrepant in more than 50% of the cases, and many antibiotypes were observed among isolates from the same genotype. Furthermore, susceptibility profiles did not allow the distinction of isolates from unrelated genotypes. Since a large number of isolates (63%) yielded the same biochemical results, only 10 biotypes were detected, showing that this typing method has a low discriminatory power. On the other hand, DNA restriction enzyme typing allowed us to establish 71 distinct types. Epidemiological data about the relation among P. aeruginosa isolates were not conclusive. The results of the present study indicate that the only method that can establish a clonal relation is DNA restriction enzyme typing, whereas the other methods may cause misleading interpretations and are inadequate to guide proper infection control measures.

Coping with genetic diversity: the contribution of pathogen and human genomics to modern vaccinology

Vaccine development faces major difficulties partly because of genetic variation in both infectious organisms and humans. This causes antigenic variation in infectious agents and a high interindividual variability in the human response to the vaccine. The exponential growth of genome sequence information has induced a shift from conventional culture-based to genome-based vaccinology, and allows the tackling of challenges in vaccine development due to pathogen genetic variability. Additionally, recent advances in immunogenetics and genomics should help in the understanding of the influence of genetic factors on the interindividual and interpopulation variations in immune responses to vaccines, and could be useful for developing new vaccine strategies. Accumulating results provide evidence for the existence of a number of genes involved in protective immune responses that are induced either by natural infections or vaccines. Variation in immune responses could be viewed as the result of a perturbation of gene networks; this should help in understanding how a particular polymorphism or a combination thereof could affect protective immune responses. Here we will present: i) the first genome-based vaccines that served as proof of concept, and that provided new critical insights into vaccine development strategies; ii) an overview of genetic predisposition in infectious diseases and genetic control in responses to vaccines; iii) population genetic differences that are a rationale behind group-targeted vaccines; iv) an outlook for genetic control in infectious diseases, with special emphasis on the concept of molecular networks that will provide a structure to the huge amount of genomic data.

Characterization of bacteriophages infecting clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa stored in a culture collection

Some clinical isolates of Pseudomonas aeruginosa stored in our culture collection did not grow or grew poorly and showed lysis on the culture plates when removed from the collection and inoculated on MacConkey agar. One hypothesis was that bacteriophages had infected and killed those clinical isolates. To check the best storage conditions to maintain viable P. aeruginosa for a longer time, clinical isolates were stored at various temperatures and were grown monthly. We investigated the presence of phage in 10 clinical isolates of P. aeruginosa stored in our culture collection. Four strains of P. aeruginosa were infected by phages that were characterized by electron microscopy and isolated to assess their ability to infect. The best condition to maintain the viability of the strains during storage was in water at room temperature. Three Siphoviridae and two Myoviridae phages were visualized and characterized by morphology. We confirmed the presence of bacteriophages infecting clinical isolates, and their ability to infect and lyse alternative hosts. Strain PAO1, however, did not show lysis to any phage. Mucoid and multidrug resistant strains of P. aeruginosa showed lysis to 50% of the phages tested.

Variação da microbiota natural e de pseudomonas aeruginosa em água mineral não carbonatada embalada em diferentes materiais durante o armazenamento a 30°c ± 1°c

Garrafas de PVC, polipropileno e vidro adequadamente limpas e sanificadas foram enxaguadas e enchidas com água mineral de uma fonte localizada no município de Lindóia-SP, e a seguir armazenadas a 30°C ± 1°C. Foram enumerados os microrganismos heterotróficos totais nos meios Ágar Padrão para Contagem e Ágar R2A imediatamente após engarrafamento. A variação da contaminação foi seguida através de exames periódicos. A variação da população de Pseudomonas aeruginosa foi estudada inoculando garrafas contendo água mineral com uma suspensão de P. aeruginosa ATCC 10145 de maneira a se obter uma contaminação de aproximadamente 10² UFC/ml. A população da bactéria foi avaliada periodicamente durante o tempo de armazenamento usando o meio Ágar Pseudomonas P. Houve aumento da população dos microrganismos heterotróficos totais nos primeiros 30 dias de armazenamento para depois diminuir de maneira irregular e ficar aproximadamente constante até completar 6 meses de observação. As contagens de P. aeruginosa aumentaram sensivelmente nas 2 primeiras semanas de estocagem diminuindo ligeiramente a seguir até atingir níveis próximos ao inicial. Não foram constatadas diferenças entre os 3 tipos de materiais de embalagem comparados.