Controle biológico de Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos

O trabalho teve por finalidade estudar a potencialidade antagonística de isolados de Bacillus subtilis a Colletotrichum acutatum, agente causal da queda prematura dos frutos cítricos (Citrus spp.) (QPFC), sob condições de laboratório e de campo. Foram estudados 64 isolados de B. subtilis, quatro isolados de Bacillus spp. e um isolado de B. thuringiensis quanto à capacidade de inibir o desenvolvimento do patógeno em cultura pareada e quanto à produção de metabólitos com atividade antimicrobiana. Os isolados mais promissores foram testados em condições de campo para controle da doença. In vitro, todos os isolados de Bacillus spp. inibiram o crescimento de C. acutatum, não havendo diferenças significativas entre eles. Os isolados de Bacillus spp. produziram, in vitro, metabólitos capazes de inibir o crescimento micelial de C. acutatum, os quais mantiveram suas atividades capazes de causar a inibição, após autoclavagem a 120 ºC, durante 20 min. Dentre os sete isolados de B. subtilis testados para o controle da QPFC, em condições naturais, o ACB-69 diferiu da testemunha e de vários outros isolados, porém equiparou-se estatisticamente ao benomyl, proporcionando menor porcentagem de flores com sintomas e maior número médio de frutos efetivos. Ainda, sob condições de campo, isolados de cada uma das espécies Trichoderma viride, T. pseudokoningii e T. aureoviride foram ineficientes, apresentando o mesmo comportamento da testemunha. Em relação aos métodos de avaliação da doença, a porcentagem de flores com sintomas foi mais eficiente do que o número médio de frutos efetivos (NMFE), uma vez que esses resultam do efeito direto do patógeno.

Avaliação de produtos alternativos no controle da ferrugem do cafeeiro

Objetivou-se neste trabalho avaliar produtos orgânicos quanto ao efeito protetor e indutor de resistência à ferrugem do cafeeiro (Hemileia vastatrix), comparando-se com fungicidas sistêmicos. O trabalho foi desenvolvido em casa-de-vegetação, utilizando-se mudas de cafeeiro cv. Catuaí Vermelho 144. Foram avalidados como indutores de resistência extratos foliares, suspensões de conídios fúngicos e de células bacterianas, fertilizantes foliares, hipocloritos e acibenzolar-S-methyl (ASM). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados com três repetições, sendo que cada parcela experimental foi constituída de cinco mudas de café perfazendo um total de 15 mudas por tratamento. Os experimentos foram repetidos duas vezes com resultados semelhantes. Quando avaliado o efeito protetor, a maioria dos compostos reduziu o número de pústulas e a área foliar com ferrugem em comparação à testemunha 1 (água). Extratos de folhas de café, obtidos pelo processo aquoso e extratos de sementes de Azadirachta indica ('neem") obtidos pelo processo de extração com metanol apresentaram proteção similar, mas nunca superior a epoxiconazole + piraclostrobin. Extratos aquosos de folhas de café, ASM, Bacillus subtilis e Pseudomonas putida reduziram a infecção causada por H. vastatrix em mais de 77 %.

Controle biológico da queima-das-bainhas em arroz pela microbiolização de sementes com bactérias antagonistas

Objetivou-se avaliar o efeito de oito isolados bacterianos pré-selecionados de Pseudomonas synxatha, P. fluorescens, Bacillus subtilis, Bacillus sp. e Stenotrophomonas malthophilia no controle da queima-das-bainhas do arroz, causada por Rhizoctonia solani. Sementes da cultivar El Passo L144 foram imersas em suspensão (A540=0,5) de cada um dos isolados e agitadas por 30 min a 10ºC. Sementes imersas somente em solução salina e em salina mais fungicida (Carboxin + Thiran) foram utilizadas como testemunhas. Foram semeadas 10 sementes por vaso, em quatro repetições, dispostas em delineamento completamente casualizado. Foram realizados três ensaios, sendo que no primeiro foi possível selecionar três isolados como promissores, com reduções na severidade da doença atingindo 50, 33,3 e 16,7 %, respectivamente. Estes isolados foram utilizados nos ensaios posteriores, instalados em casa de vegetação e conduzidos até o ponto de colheita, onde foi possível observar o efeito biocontrolador propiciado, principalmente, pelo isolado de P. fluorescens DFs223, com reduções significativas na severidade da doença chegando a 88 e 91,7% no segundo e terceiro ensaios respectivamente. Em ambos os ensaios, houve incremento tanto do número de panículas quanto do número de perfilhos e da massa seca de raízes em até 42,8, 81,2 e 113% respectivamente, nas plantas tratadas com o isolado de P. fluorescens DFs223.

Indução do enraizamento e crescimento do eucalipto por rizobactérias: efeito da adição de fonte alimentar e da composição do substrato de enraizamento

Neste trabalho, objetivou-se avaliar o efeito de leite em pó como fonte alimentar e do tipo de substrato sobre a indução biológica do enraizamento e crescimento de mudas clonais de eucalipto por isolados de rizobactérias. Para o primeiro objetivo, após a aplicação dos isolados de rizobactérias, na proporção de 0,2 ml/cc de substrato de uma suspensão de inóculo ajustada para 10(8) u.f.c./ml, enriquecidos ou não com leite em pó (1%), e decorridos 25 dias do estaqueamento de três clones de eucalipto, avaliaram-se a biomassa seca de raízes e o índice de enraizamento de cada combinação isolado-clone. Para o segundo objetivo, 10 isolados, aplicados na mesma proporção e concentração de inóculos citados anteriormente, foram testados em três substratos de enraizamento: vermiculita pura; moinha de carvão + composto de casca de eucalipto + vermiculita (5:3:1); e composto de casca de arroz carbonizada + vermiculita (1:1), em dois ensaios conduzidos com um clone de eucalipto. Os resultados evidenciaram que a aplicação dos isolados promotores de crescimento proporcionou incrementos significativos na velocidade e índice de enraizamento, bem como no crescimento, expresso pela biomassa radicular, cujos ganhos foram superiores, na aplicação com veiculação da fonte alimentar inicial. Dentre os isolados testados, S1 e 3918 (ambos Bacillus subtilis) foram os mais efetivos para enraizamento e biomassa radicular, com incrementos de 40,6 e 114,2%, respectivamente. Além disso, não ocorreu interação entre isolados de rizobactérias e substrato de enraizamento, o que permite a utilização desses isolados, independentemente do tipo de substrato empregado.

Root colonization and interaction among growth promoting rhizobacteria isolates and eucalypts species

This work aimed to evaluate root colonization and interaction among isolates of rhizobacteria and eucalypt species. The method used to evaluate "in vitro" root colonization was able to indicate if the effect was benefic or deleterious allowing to pre-select isolates as potential growth promoter. There was interaction among isolates of rhizobacteria and Eucalyptus species for seed germinating and seedling growth. MF2 (Pseudomonas sp.) was the best rhizobacteria isolate for growth promotion of E. cloeziana e E. grandis. S1 (Bacillus subtilis) was the most effective for E. globulus, and Ca (Pseudomonas fulva), MF2 (Pseudomonas sp.), CIIb (Stenotrophomonas maltophilia) and S2 (B. subtilis) were the most promising isolates for the E. urophylla.

Efeitos benéficos de probióticos no intestino de juvenis de Tilápia-do-Nilo

Os objetivos deste trabalho foram os de avaliar o percentual de sobrevivência, a microbiota instestinal, a integridade da mucosa, e a qualidade da carcaça de juvenis de Tilápias-do-Nilo, Oreochromis niloticus, após 80 dias de alimentação com dieta contendo aditivo probiótico (Bacillus cereus 4,0x10(8) UFCg-1 e Bacillus subtilis 4,0x10(8) UFCg-1), na proporção de 4g/kg de ração peletizada. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com dois tratamentos, sendo um grupo controle e outro alimentado com dieta adicionada de probiótico. Foram realizados os cálculos do percentual de sobrevivência relativa, análise da microbiota intestinal por cultura microbiológica, análise histomorfométrica da mucosa intestinal e análise químico-bromatológica da carcaça dos peixes. Os resultados demonstraram que as tilápias do grupo tratado apresentaram percentual de sobrevivência relativa maior (P<0,05) que o do grupo controle e colonização intestinal por B. cereus e B. subtilis com maior (P<0,05) número de unidades formadoras de colônia em relação ao grupo controle. A análise histomorfométrica demonstrou que o grupo alimentado com aditivo probiótico apresentou vilosidades mais altas e mais largas, além de maior número de células caliciformes que o observado no grupo controle (P<0,05). Em relação à qualidade de carcaça os resultados demonstraram que houve interferência positiva (P<0,05) do probiótico no grupo tratado em relação ao controle quanto aos teores de proteína e extrato etéreo. Estes resultados permitem inferir que a suplementação com probiótico, como testado neste estudo, induziu a colonização intestinal por bactérias benéficas e promoveu maior percentual de sobrevivência relativa, diminuiu a descamação da mucosa, e favoreceu o aumento do número de células caliciformes.

Structural, functional and immunological studies on a polymeric bacterial protein

The characterization of proteins from Brucella spp, the causative agent of brucellosis, has been the subject of intensive research. We have described an 18-kDa cytoplasmic protein of Brucella abortus and shown the potential usefulness of this protein as an antigen for the serologic diagnosis of brucellosis. The amino acid sequence of the protein showed a low but significant homology with that of lumazine synthases. Lumazine is an intermediate product in bacterial riboflavin biosynthesis. The recombinant form of the 18-kDa protein (expressed in E. coli) folds like the native Brucella protein and has lumazine-synthase enzymatic activity. Three-dimensional analysis by X-ray crystallography of the homolog Bacillus subtilis lumazine synthase has revealed that the enzyme forms an icosahedral capsid. Recombinant lumazine synthase from B. abortus was crystallized, diffracted X rays to 2.7-Å resolution at room temperature, and the structure successfully solved by molecular replacement procedures. The macromolecular assembly of the enzyme differs from that of the enzyme from B. subtilis. The Brucella enzyme remains pentameric (90 kDa) in its crystallographic form. Nonetheless, the active sites of the two enzymes are virtually identical at the structural level, indicating that inhibitors of these enzymes could be viable pharmaceuticals across a broad species range. We describe the structural reasons for the differences in their quaternary arrangement and also discuss the potential use of this protein as a target for the development of acellular vaccines.

Hypoglycemic activity of polysaccharide fractions containing ß-glucans from extracts of Rhynchelytrum repens (Willd.) C.E. Hubb., Poaceae

ß-Glucans are soluble fibers with physiological functions, such as interference with absorption of sugars and reduction of serum lipid levels. The objective of the present study was to analyze the distribution of ß-glucans in different tissues of the African grass species Rhynchelytrum repens and also to evaluate their hypoglycemic activity. Leaf blades, sheaths, stems, and young leaves of R. repens were submitted to extraction with 4 M KOH. Analysis of the fractions revealed the presence of arabinose, glucose, xylose, and traces of rhamnose and galactose. The presence of ß-glucan in these fractions was confirmed by hydrolyzing the polymers with endo-ß-glucanase from Bacillus subtilis, followed by HPLC analysis of the characteristic oligosaccharides produced. The 4 M KOH fractions from different tissues were subjected to gel permeation chromatography on Sepharose 4B, with separation of polysaccharides with different degrees of polymerization, the highest molecular mass (above 2000 kDa) being found in young leaves. The molecular mass of the leaf blade polymers was similar (250 kDa) to that of maize coleoptile ß-glucan used for comparison. The 4 M KOH fraction injected into rats with streptozotocin-induced diabetes showed hypoglycemic activity, reducing blood sugar to normal levels for approximately 24 h. This performance was better than that obtained with pure ß-glucan from barley, which decreased blood sugar levels for about 4 h. These results suggest that the activity of ß-glucans from R. repens is responsible for the use of this plant extract as a hypoglycemic drug in folk medicine.

The Streptococcus mutans GlnR protein exhibits an increased affinity for the glnRA operon promoter when bound to GlnK

The control of nitrogen metabolism in pathogenic Gram-positive bacteria has been studied in a variety of species and is involved with the expression of virulence factors. To date, no data have been reported regarding nitrogen metabolism in the odontopathogenic species Streptococcus mutans. GlnR, which controls nitrogen assimilation in the related bacterial species, Bacillus subtilis, was assessed in S. mutans for its DNA and protein binding activity. Electrophoretic mobility shift assay of the S. mutans GlnR protein indicated that GlnR binds to promoter regions of the glnRA and amtB-glnK operons. Cross-linking and pull-down assays demonstrated that GlnR interacts with GlnK, a signal transduction protein that coordinates the regulation of nitrogen metabolism. Upon formation of this stable complex, GlnK enhances the affinity of GlnR for the glnRA operon promoter. These results support an involvement of GlnR in transcriptional regulation of nitrogen metabolism-related genes and indicate that GlnK relays information regarding ammonium availability to GlnR.

Viabilidade celular de Saccharomyces cerevisiae cultivada em associação com bactérias contaminantes da fermentação alcoólica

O objetivo deste trabalho foi estudar a influência de bactérias dos gêneros Bacillus e Lactobacillus, bem como de seus produtos metabólicos, na redução da viabilidade celular de leveduras Saccharomyces cerevisiae. As bactérias Bacillus subtilis, Bacillus coagulans, Bacillus stearothermophilus, Lactobacillus fermentum e Lactobacillus plantarum foram cultivadas em associação com a levedura S. cerevisiae (cepa Y-904) por 72 horas a 32 °C, sob agitação. A viabilidade celular, a taxa de brotamento e a população de células de S. cerevisiae e a acidez total, a acidez volátil e o pH dos meios de cultivos foram determinados às 0, 24, 48 e 72 horas do cultivo misto. As culturas de bactérias foram tratadas através do calor, de agente antimicrobiano e de irradiação. Os resultados mostraram que apenas os meios de cultivo mais acidificados, contaminados com as bactérias ativas L. fermentum e B. subtilis, provocaram redução na viabilidade celular de S. cerevisiae. Excetuando a bactéria B. subtilis tratada com radiação gama, as demais bactérias tratadas pelos diferentes processos (calor, irradiação e antimicrobiano) não causaram diminuição da viabilidade celular e da população de S. cerevisiae, indicando que a presença isolada dos metabólitos celulares dessas bactérias não foi suficiente para reduzir a porcentagem de células vivas de S. cerevisiae.

Sugarcane starch: quantitative determination and characterization

Starch is found in sugarcane as a storage polysaccharide. Starch concentrations vary widely depending on the country, variety, developmental stage, and growth conditions. The purpose of this study was to determine the starch content in different varieties of sugarcane, between May and November 2007, and some characteristics of sugarcane starch such as structure and granules size; gelatinization temperature; starch solution filterability; and susceptibility to glucoamylase, pullulanase, and commercial bacterial and fungal α-amylase enzymes. Susceptibility to debranching amylolytic isoamylase enzyme from Flavobacterium sp. was also tested. Sugarcane starch had spherical shape with a diameter of 1-3 µm. Sugarcane starch formed complexes with iodine, which showed greater absorption in the range of 540 to 620 nm. Sugarcane starch showed higher susceptibility to glucoamylase compared to that of waxy maize, cassava, and potato starch. Sugarcane starch also showed susceptibility to debranching amylolytic pullulanases similar to that of waxy rice starch. It also showed susceptibility to α-amylase from Bacillus subtilis, Bacillus licheniformis, and Aspergillus oryzae similar to that of the other tested starches producing glucose, maltose, maltotriose, maltotetraose, maltopentose and limit α- dextrin.

Efeito do tratamento de sementes e da profundidade de semeadura no desenvolvimento de plantas de aveia-branca (Avena sativa L.) e a microflora da rizosfera e do rizoplano

O estado do Paraná é um dos maiores produtores nacionais de grãos de aveia-branca (Avena sativa L.), com expressivo aumento na área cultivada a cada ano. O presente estudo foi realizado no município de Londrina, PR, onde foram desenvolvidos ensaios de laboratório e campo. O objetivo foi avaliar o efeito do tratamento de sementes e a profundidade de semeadura, na emergência das plântulas, no desenvolvimento das plantas, na população de microrganismos da rizosfera e rizoplano da área de desenvolvimento das plantas e na produção de grãos de aveia. As sementes de aveia-branca, cultivar OR-11, foram semeadas nas profundidades de 3cm, 5cm e 8cm. Foram utilizados os seguintes fungicidas nas doses (g.i.a./100kg de sementes), carboxim+thiram (93,7g+93,7g), thiram (210g) e triadimenol (50g) e o produto biológico kodiak C (Bacillus subtilis) (60g). Os tratamentos com os fungicidas e o produto biológico, controlaram os fungos presentes nas sementes, como: Fusarium avenae, Colletotrichum graminicola e Helminthosporium avenae e melhoram o desenvolvimento das plantas e a microbiota do solo, sendo esse variável com a profundidade de semeadura e o tratamento.

Caractérisation moléculaire du rôle de facteurs accessoires ArgR et PepA au niveau de la recombinaison spécifique sur le site cer

Mon projet de recherche avait pour but de caractériser le rôle de deux protéines, ArgR et PepA, qui agissent en tant que facteurs accessoires de la recombinaison au niveau de deux sites cer du plasmide ColE1 présent dans la bactérie Escherichia coli. Ces deux protéines, couplées aux deux recombinases à tyrosine XerC et XerD, permettent la catalyse de la recombinaison site spécifique au niveau de la séquence cer, convertissant les multimères instables de ColE1 en monomères stables. Cette étude a principalement porté sur la région C-terminale de la protéine ArgR. Cette région de la protéine ArgR possède une séquence en acides-aminés et une structure similaire à celle de la protéine AhrC de Bacillus subtilis. De plus, AhrC, le répresseur de l’arginine de cette bactérie, est capable de complémenter des Escherichia coli mutantes déficientes en ArgR. Les régions C-terminales de ces protéines, montrent une forte similarité. De précédents travaux dans notre laboratoire ont démontré que des mutants d’ArgR comprenant des mutations dans cette région, en particulier les mutants ArgR149, une version tronquée d’ArgR de 149 acides-aminés, et ArgR5aa, une version comprenant une insertion de cinq acides-aminés dans la partie C-terminale, perdaient la capacité de permettre la recombinaison au niveau de deux sites cer présents dans le plasmide pCS210. Malgré cette incapacité à promouvoir la réaction de recombinaison en cer, ces deux mutants étaient toujours capables de se lier spécifiquement à l’ADN et de réprimer une fusion argA :: lacZ. Dans ce travail, les versions mutantes et sauvages d’ArgR furent surexprimées en tant que protéines de fusion 6-histidine. Des analyses crosslinking ont montré que la version sauvage et ArgR5aa pouvaient former des hexamères in-vitro de manière efficace, alors qu’ArgR149 formait des multimères de plus faible poids moléculaire. Des formes tronquées d’ArgR qui comportaient 150 acides-aminés ou plus, étaient encore capables de permettre la recombinaison en cer. Les mutants par substitution ArgRL149A et ArgRL151A ont tous montré que les substitutions d’un seul acide-aminé au sein de cette région avaient peu d’effets sur la recombinaison en cer. Les expériences de crosslinking protéine-à-protéine ont montré que le type sauvage et les formes mutantes d’ArgR étaient capables d’interagir avec la protéine accessoire PepA, également impliquée dans la recombinaison en cer. Les expériences de recombinaison in-vitro utilisant la forme sauvage et les formes mutantes d’ArgR combinées avec les protéines PepA, XerC et XerD purifiées, ont montré que le mutant ArgR149 ne soutenait pas la recombinaison, mais que le mutant ArgR5aa permettait la formation d’une jonction d’Holliday. Des expériences de topologie ont montré que PepA était capable de protéger l’ADN de la topoisomérase 1, et d’empêcher ArgRWt de se lier à l’ADN. Les deux mutants ArgR149 et ArgR5aa protègent aussi l’ADN avec plus de surenroulements. Quand on ajoute PepA, les profils de migration montrent un problème de liaison des deux mutants avec PepA. D’autres expériences impliquant le triplet LEL (leucine-acide glutamique-leucine) et les acides-aminés alentour devraient être réalisés dans le but de connaitre l’existence d’un site de liaison potentiel pour PepA.

Les systèmes Xer à une seule recombinase

Les dimères chromosomiques se produisant lors de la réparation de chromosomes circulaires peuvent être dommageables pour les bactéries en bloquant la ségrégation des chromosomes et le bon déroulement de la division cellulaire. Pour remédier à ce problème, les bactéries utilisent le système Xer de monomérisation des chromosomes. Celui-ci est composé de deux tyrosine recombinases, XerC et XerD, qui vont agir au niveau du site dif et procéder à une recombinaison qui aura pour effet de séparer les deux copies de l’ADN. Le site dif est une séquence d’ADN où deux répétitions inversées imparfaites séparées par six paires de bases permettent la liaison de chacune des recombinases. Cette recombinaison est régulée à l’aide de FtsK, une protéine essentielle de l’appareil de division. Ce système a été étudié en profondeur chez Escherichia coli et a aussi été caractérisée dans une multitude d’espèces variées, par exemple Bacillus subtilis. Mais dans certaines espèces du groupe des Streptococcus, des études ont été en mesure d’identifier une seule recombinase, XerS, agissant au niveau d’un site atypique nommée difSL. Peu de temps après, un second système utilisant une seule recombinase a été identifié chez un groupe des epsilon-protéobactéries. La recombinase fut nommée XerH et le site de recombinaison, plus similaire à difSL qu’au site dif classique, difH. Dans cette thèse, des résultats d’expériences in vitro sur les deux systèmes sont présentés, ainsi que certains résultats in vivo. Il est démontré que XerS est en mesure de se lier de façon coopérative à difSL et que cette liaison est asymétrique, puisque XerS est capable de se lier à la moitié gauche du site prise individuellement mais non à la moitié droite. Le clivage par XerS est aussi asymétrique, étant plus efficace au niveau du brin inférieur. Pour ce qui est de XerH, la liaison à difH est beaucoup moins coopérative et n’a pas la même asymétrie. Par contre, le clivage est asymétrique lui aussi. La comparaison de ces deux systèmes montrent qu’ils ne sont pas homologues et que les systèmes Xer à seule recombinase existent sous plusieurs versions. Ces résultats représentent la première découverte d’un espaceur de 11 paires de bases chez les tyrosine recombinases ainsi que la première étude in vitro sur XerH.

Tuning mesoporous molecular sieve SBA-15 for the immobilization of α-amylase

The present work describes the immobilization of α-amylase over well ordered mesoporous molecular sieve SBA-15 with different pore diameters synthesized by post synthesis treatment (PST) hydrothermally after reaction at 40°C. The materials were characterized by N 2 adsorption–desorption studies, small angle X-ray diffraction, scanning electron microscopy and high resolution transmission electron microscopy. Since α-amylase obtained from Bacillus subtilis has dimensions of 35 × 40 × 70 Å it is expected that the protein have access to the pore of SBA-15 (PST-120°C) with diameter 74 Å. The pore dimension is appropriate to prevent considerable leaching. The rate of adsorption of the enzyme on silica of various pore sizes revealed the influence of morphology, pore diameter, pore volume and pH.