Genome sequencing unveils a novel sea enterotoxin-carrying PVL phage in staphylococcus aureus ST772 from India

Staphylococcus aureus is a major human pathogen, first recognized as a leading cause of hospital-acquired infections. Community-associated S. aureus (CA-SA) pose a greater threat due to increase in severity of infection and disease among children and healthy adults. CA-SA strains in India are genetically diverse, among which is the sequence type (ST) 772, which has now spread to Australia, Europe and Japan. Towards understanding the genetic characteristics of ST772, we obtained draft genome sequences of five relevant clinical isolates and studied the properties of their PVL-carrying prophages, whose presence is a defining hallmark of CA-SA. We show that this is a novel prophage, which carries the structural genes of the hlb-carrying prophage and includes the sea enterotoxin. This architecture probably emerged early within the ST772 lineage, at least in India. The sea gene, unique to ST772 PVL, despite having promoter sequence characteristics typical of low expression, appears to be highly expressed during early phase of growth in laboratory conditions. We speculate that this might be a consequence of its novel sequence context. The crippled nature of the hlb-converting prophage in ST772. suggests that widespread mobility of the sea enterotoxin might be a selective force behind its `transfer' to the PVL prophage. Wild type ST772 strains induced strong proliferative responses as well as high cytotoxic activity against neutrophils, likely mediated by superantigen SEA and the PVL toxin respectively. Both proliferation and cytotoxicity were markedly reduced in a cured ST772 strain indicating the impact of the phage on virulence. The presence of SEA alongside he genes for the immune system-modulating PVL toxin may contribute to the success and virulence of ST772.

Crystallization and preliminary X-ray diffraction studies of Staphylococcus aureus homoserine dehydrogenase

Staphylococcus aureus is a Gram-positive nosocomial pathogen. The prevalence of multidrug-resistant S. aureus strains in both hospital and community settings makes it imperative to characterize new drug targets to combat S. aureus infections. In this context, enzymes involved in cell-wall maintenance and essential amino-acid biosynthesis are significant drug targets. Homoserine dehydrogenase (HSD) is an oxidoreductase that is involved in the reversible conversion of l-aspartate semialdehyde to l-homoserine in a dinucleotide cofactor-dependent reduction reaction. HSD is thus a crucial intermediate enzyme linked to the biosynthesis of several essential amino acids such as lysine, methionine, isoleucine and threonine.

Novel Rearrangements in the Staphylococcal Cassette Chromosome Mec Type V Elements of Indian ST772 and ST672 Methicillin Resistant Staphylococcus aureus Strains

Staphylococcus aureus is a commensal gram positive bacteria which causes severe and non severe infections in humans and livestock. In India, ST772 is a dominant and ST672 is an emerging clone of Staphylococcus aureus. Both cause serious human diseases, and carry type V SCCmec elements. The objective of this study was to characterize SCCmec type V elements of ST772 and ST672 because the usual PCR methods did not amplify all primers specific to the type. Whole genome sequencing analysis of seven ST772 and one ST672 S. aureus isolates revealed that the SCCmec elements of six of the ST772 isolates were the smallest of the extant type V elements and in addition have several other novel features. Only one ST772 isolate and the ST672 isolate carried bigger SCCmec cassettes which were composites carrying multiple ccrC genes. These cassettes had some similarities to type V SCCmec element from M013 isolate (ST59) from Taiwan in certain aspects. SCCmec elements of all Indian isolates had an inversion of the mec complex, similar to the bovine SCCmec type X. This study reveals that six out of seven ST772 S. aureus isolates have a novel type V (5C2) SCCmec element while one each of ST772 and ST672 isolates have a composite SCCmec type V element (5C2&5) formed by the integration of type V SCCmec into a MSSA carrying a SCC element, in addition to the mec gene complex inversions and extensive recombinations.

Influence of the AgrC-AgrA Complex on the Response Time of Staphylococcus aureus Quorum Sensing

The Staphylococcus aureus agr quorum-sensing system plays a major role in the transition from the persistent to the virulent phenotype. S. aureus agr type I to IV strains are characterized by mutations in the sensor domain of the histidine kinase AgrC and differences in the sequences of the secreted autoinducing peptides (AIP). Here we demonstrate that interactions between the cytosolic domain of AgrC (AgrC(Cyto)) and the response regulator domain of AgrA (AgrA(RR)) dictate the spontaneity of the cellular response to AIP stimuli. The crystal structure of AgrC(Cyto) provided a basis for a mechanistic model of AgrC-AgrA interactions. This model enabled an analysis of the biochemical and biophysical parameters of AgrC-AgrA interactions in the context of the conformational features of the AgrC-AgrA complex. This analysis revealed distinct sequence and conformational features that determine the affinity, specificity, and kinetics of the phosphotransfer reaction. This step, which governs the response time for transcriptional reengineering triggered by an AIP stimulus, is independent of the agr type and similar for agonist and antagonist stimuli. These experimental data could serve as a basis on which to validate simulations of the quorum-sensing response and for strategies that employ the agr quorum-sensing system to combat biofilm formation in S. aureus infections.

Levels of Alpha-Toxin Correlate with Distinct Phenotypic Response Profiles of Blood Mononuclear Cells and with agr Background of Community-Associated Staphylococcus aureus Isolates

Epidemiological studies of Staphylococcus aureus have shown a relation between certain clones and the presence of specific virulence genes, but how this translates into virulence-associated functional responses is not fully elucidated. Here we addressed this issue by analyses of community-acquired S. aureus strains characterized with respect to antibiotic resistance, ST types, agr types, and virulence gene profiles. Supernatants containing exotoxins were prepared from overnight bacterial cultures, and tested in proliferation assays using human peripheral blood mononuclear cells (PBMC). The strains displayed stable phenotypic response profiles, defined by either a proliferative or cytotoxic response. Although, virtually all strains elicited superantigen-mediated proliferative responses, the strains with a cytotoxic profile induced proliferation only in cultures with the most diluted supernatants. This indicated that the superantigen-response was masked by a cytotoxic effect which was also confirmed by flow cytometry analysis. The cytotoxic supernatants contained significantly higher levels of alpha-toxin than did the proliferative supernatants. Addition of alpha-toxin to supernatants characterized as proliferative switched the response into cytotoxic profiles. In contrast, no effect of Panton Valentine Leukocidin, delta-toxin or phenol soluble modulin alpha-3 was noted in the proliferative assay. Furthermore, a significant association between agr type and phenotypic profile was found, where agrII and agrIII strains had predominantly a proliferative profile whereas agrI and IV strains had a predominantly cytotoxic profile. The differential response profiles associated with specific S. aureus strains with varying toxin production could possibly have an impact on disease manifestations, and as such may reflect specific pathotypes.

Structure of an amidohydrolase, SACOL0085, from methicillin-resistant Staphylococcus aureus COL

Staphylococcus aureus is an opportunistic pathogen that rapidly acquires resistance to frontline antibiotics. The characterization of novel protein targets from this bacterium is thus an important step towards future therapeutic strategies. Here, the crystal structure of an amidohydrolase, SACOL0085, from S. aureus COL is described. SACOL0085 is a member of the M20D family of peptidases. Unlike other M20D peptidases, which are either monomers or dimers, SACOL0085 adopts a butterfly-shaped homotetrameric arrangement with extensive intersubunit interactions. Each subunit of SACOL0085 contains two Mn2+ ions at the active site. A conserved cysteine residue at the active site distinguishes M20D peptidases from other M20 family members. This cysteine, Cys103, serves as bidentate ligand coordinating both Mn2+ ions in SACOL0085.

Cultivation of Pleurotus spp. on a combination of anaerobically digested plant material and various agro-residues

Two species of Pleurotus, Pleurotus florida and Pleurotus flabellatus were cultivated on two agro-residues (paddy straw; PS and coir pith; CP) singly as well as in combination with biogas digester residue (BDR, main feed leaf biomass). The biological efficiency, nutritional value, composition and nutrient balance (C, N and P) achieved with these substrates were studied. The most suitable substrate that produced higher yields and biological efficiency was PS mixed with BDR followed by coir pith with BDR. Addition of BDR with agro-residues could increase mushroom yield by 20-30%. The biological efficiency achieved was high for PS + BDR (231.93% for P. florida and 209.92% for P. flabellatus) and for CP + BDR (14831% for P. florida and 188.46% for P. flabellatus). The OC (organic carbon), TKN (nitrogen) and TP (phosphate) removal of the Pleurotus spp. under investigation suggests that PS with BDR is the best substrate for growing mushroom. (C) 2015 Published by Elsevier Inc. on behalf of International Energy Initiative.

Copper oxide nanoparticles: an antidermatophytic agent for Trichophyton spp.

Copper oxide (CuO) is one of the most important transition metal oxides due to its unique properties. It is used in various technological applications such as high critical temperature, superconductors, gas sensors, in photoconductive applications and so on. Recently, it has been used as an antimicrobial agent against various pathogenic bacteria. In the present investigation, we studied the structural and antidermatophytic properties of CuO nanoparticles (NPs) synthesized by a precipitation technique. Copper sulfate was used as a precursor and sodium hydroxide as a reducing agent. Scanning electron microscopy (SEM) showed flower-shaped CuO NPs and X-ray diffraction (XRD) pattern showed the crystalline nature of CuO NPs. These NPs were evaluated against two prevalent species of dermatophytes, i.e. Trichophyton rubrum and T. mentagrophytes by using the broth microdilution technique. Further, the NPs activity was also compared with synthetic sertaconazole. Although better antidermatophytic activity was exhibited with sertaconazole as compared to NPs, being synthetic, sertaconazole may not be preferred, as it shows different adverse effects. Trichophyton mentagrophytes is more susceptible to NPs than T. rubrum. A phylogenetic approach was applied for predicting differences in susceptibility of pathogens.

Evaluación de tres densidades de siembra de Clitoria spp. en la producción de biomasa forrajera en base a materia seca

El presente trabajo preliminar tuvo como objetivo evaluar, el efecto de tres densidades de siembra, sobre la producción de biomasa forrajera en base a materia seca de Clitoria spp. bajo riego en época seca y su valor económico. El estudio se llevó a cabo en la Hacienda "Santa Rosa", ubicada al norte de la comunidad de Sabana Grande, Municipio de Managua. Se utilizó un diseño de bloques completos al azar (BCA), en un arreglo sencillo de tres densidades de siembra, con 42, 63 y 84 kg/ha. Se realizaron dos cortes; el primero, a los 57 días después de su establecimiento y, el segundo, 57 días después de realizado el primer corte. Los resultados mostraron que, las densidades de siembra sobre la producción de biomasa en base a materia seca total por hectárea (PBMSTH}, para cada momento de corte realizado, reflejó su mayor valor en la densidad de 84 kg/ha, con 3.153 y 4.433 ton/MS/há para el 1 10 y 2do corte, sin embargo, estos no tuvieron diferencias significativas (P>0.05) sobre las demás densidades (42 y 63 kg/ha), respectivamente. Por otra parte, las variables altura (ALT) y cobertura (COB) mostraron su mayor valor para la densidad (84 kg/ha), con 59.87 cm y 93.33 o/o respectivamente, pero estos no presentaron diferencias significativas (P>0.05) sobre las demás densidades. La prueba de rangos múltiples de Tukey, para los efectos de densidad de siembra sobre la PBMSTH, ALT y COB, no presentaron diferencias significativas. (P> 0.05; P> 0.01). De todas las densidades evaluadas, los menores costos de producción de forraje fueron para la densidad 42 kg/ha con C$ 4127.00.

Comportamiento agronómico de variedades forrajeras vignas spp. Finca Santa Rosa, Managua, Nicaragua

Se llevó a cabo un estudio con el objetivo de evaluar el comportamiento agronómico de especies y variedades de Vignas forrajeras (Vigna unguiculata, Vigna unguiculata, Vigna unguiculata, Vigna unguiculata y Vigna radiata). El Ensayo se realizó durante el período Agosto – Diciembre, 2009.en la Finca Santa Rosa, Universidad Nacional Agraria. Managua, Nicaragua. Los tratamiento consistieron en cuatro variedades de Vigna unguiculata de reciente introducción y un testigo de Vigna radiata.. El diseño utilizado fue un BCA (Bloques completo al Azar) con tres repeticiones. Las variables de estudio para cada tratamiento fueron, porcentajes de germinación, Altura de plantas (cm), Número de hojas (Conteo visual), Porcentaje de cobertura. Se realizaron análisis de varianza (ANDEVA) y separaciones de medias, usando Duncan (P<0.05). Para el análisis estadístico las variables codificadas en porcentajes se transformaron, según, arco seno 2 p (Arco seno de dos veces la raíz cuadrada de la proporción). Los resultados encontrados demuestran diferencias significativas (P ≤ 0.05) para todas las variables de estudio. El porcentaje de germinación varío de 61 % a 82 % para Vigna unguiculata CV Vun 1 y Vigna radiata CV Mungo respectivamente, mientras la Altura de plantas vario de 17.31 cm. a 33.32 cm. para Vigna unguiculata CV Vun 2 y V.unguiculata CV Vun 1. El mayor número de hojas se presentó en Vigna unguiculata CV Vun Naranja y el menor lo presentó Vigna radita CV Mungo con 10 y 4 hojas respectivamente. La mayor cobertura del suelo se presentó en Vigna unguiculata CV Vun Naranja con 42.17 % y la menor en Vigna unguiculata CV Vun 2 con 18.48 %. Se concluye que la especie Vigna unguiculata y los cultivares Vun Naranja y Vun 1 son las que presentaron un mejor comportamiento agronómico y pueden pasar a otras etapas de evaluación para su utilización en la alimentación animal.

Validación del umbral de acción para el manejo del gusano del fruto Helicoverpa spp (Boddie) Lepidoptera: noctuidae: en el cultivo del tomate Tisma, Nicaragua

Con el objetivo de validar un método determinado por ICTA/CATIE Guatemala, utilizando un umbral de acción para el manejo de Helicoverpa spp también conocido como gusano del fruto, en el cultivo del tomate se estableció un experimento de campo en la época de riego durante el período comprendido (Diciembre 1991 - Abril 1992) en Tisma, Masaya. El estudio se realizó con la colaboración de dos productores de tomate de la zona, en la finca de los productores se establecieron dos parcelas de validación, bajo dos sistemas de manejo: 1. Los productores realizaron aplicaciones periódicas semanales utilizando insecticidas químicos. 2. Aplicación de la mezcla de DIPEL (Bacillus thurinqiensis: 800 gr/mz) y LANNATE (Metomil: 75 gr/mz) según el umbral de acción, cuando se encontró cuatro huevos y/o larvas, o un 8% de frutos dañados por Helicoverpa spp en treinta plantas. El análisis económico de los tratamientos permite afirmar que las parcelas manejadas con umbral son más rentables, se obtiene mayores ingresos y menos costos a las parcelas manejadas por productor. Bajo las condiciones de este ensayo es factible económicamente, la implementación del umbral de acción, y la aplicación de la mezcla, para el combate de Helicoverpa spp en el cultivo del tomate.

Efecto de Neem (Azadirachta indica J.) y Curater sobre meloidogyne y Rotylenchulus spp en tomate (Lycopersicum esculentum M.) a nivel de invernadero

Este experimento fue conducido en la Universidad Nacional Agraria (U.N.A.) a nivel de Invernadero, durante los meses de julio a octubre de 1991, con el objetivo de conocer a través de la evaluación el efecto de neem (Azadirachta indica J.) como nematicida en relación a la aplicación de curater 10G. Se utilizó un Diseño de Parcelas Divididas con dos factores: factor tratamiento con 4 niveles y el factor tiempo con 6 diferentes fechas, esto se realizó para la variable nematodos de suelo. Para el variable número de nematodos de raíz y número de nódulos se utilizó un Diseño de Bloques Completamente Aleatorizado (B. C.A.) Con 4 niveles del factor tratamiento y 6 diferentes fechas. Se realizaron muestreos semanales de suelo y raiz para evaluar las poblaciones de Rotylenchulus y Meloidogyne spp por un periodo de seis semanas. En los resultados neem mostró un índice de efectividad de un 60 a 75% y curater 10G mostró un índice de un 30 a 40%.

Comportamiento de plantas micropropagadas del clon de banano "Enano ecuatoriano" (Musa spp), en condiciones del regen, primer ciclo

Con el objetivo de evaluar el comportamiento en el campo de plantas micro propagadas del clon de banano "Enano Ecuatoriano" se estableció un ensayo comparativo, en Bloque Completamente al Azar, con plantas del mismo clon propagadas de manera convencional (cormo). El estudio se llevó a cabo en áreas del Programa de Recursos Genéticos Nicaragüenses (REGEN) en el periodo comprendido entre marzo 1990 y marzo 1991; en el primer ciclo vegetativo del cultivo. Se evaluó el comportamiento morfológico, productivo y la fenología de las plantas durante el ensayo. No se encontró diferencia entre las vitro-plantas y las plantas cormo en cuanto a Número de hijos, Altura de planta y Área foliar, al momento del inicio de la floración, no obstante las plantas micro propagadas fueron significativamente superiores que las plantas convencionales en cuanto al Número de hojas y Diámetro del pseudotallo. El Rendimiento de las plantas in vitro fue significativamente mayor que las plantas cormo; aunque en la fecha de inicio y duración de la floración lo mismo que en el momento de cosecha no hubo diferencia entre ellos.

Inventario agroecológico de las especies de Gallina ciega (Phyllophaga spp) en la Región I de Nicaragua y validación de trampas artesanales de luz para el control de adultos en dos localidades del municipio de Estelí, Nicaragua

De mayo a octubre de 1996 se hizo un inventario agroecológico de las especies de gallina ciega (Phyllophaga spp.) en la región T de Nicaragua con el objetivo de determinar la relación entre la diversidad de especies de gallina ciega con precipitación, tamaño y años de uso de la parcela y historial de daño(%) y validación de trampas luz artesanal para control de adultos de gallina ciega en Miraflor y Almaciguera, con el fin de confirmar su efectividad. Se muestrearon 61 localidades en 18 municipios, agrupados por rangos de precipitación en cuatro estratos. La unidad muestra! fué el número de insectos adultos de gallina ciega recolectados por los mismos agricultores en cada finca. Para la identificación se utilizaron las claves desarrolladas por King (1984); Morón (198S); Woodruffy Beck (1989) y Coto (1990). Se realizó un diagoóstico sobre conocimiento de la plaga y el manejo al cultivo por medio de encuestas. Se hizo análisis de correlación simple. La mayor parte de la encuesta fue analizada en términos de porcentajes. Se utilizó la metodología de captura y recaptura de insectos marcados con esmalte para uñas y escarchas de colores diferentes. Los insectos fueron hllerados desde S hasta 21m de distancia de la trampa marcándose grupos de cinco hasta SO insectos. Se consideró un factor correctivo de comparación entre distancias y analisis de frecuencia de recaptura con observaciones cada 15 minutos. Se realizó muestreo de larvas posterior a los ensayos de liberación. La población de gallina ciega en la región T es diviersa. Se reportan 17 especies de los cuales sólo 9 se identificaron: Phyllophaga (Chlaenobia) aequata (Bates), 1888; P. (Phytalus) cometes Bates, 1888; P. (Rorulenta) elenon.' Saylor, 1938; P. (P) lenis Horn, 1887; P.(P) menetriesi Blanchard, 1850; P. (P) obsoleta (Biancbard), 1850; P. (Chlaenobia) tumulosa (Bates), 1888; P. (Rorulenta) vicina Moser, 1918 y P. yucateca (Bates), 1889. Las especies no identificadas fueron distinguidas por números. Las especies 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9 no se identificaron. P. Lenis, P. yucateca, P, vicina, P.elenon.f, P. menetriesi y P. obsoleta son las especies que, en este orden, sobresalen numéricamente. Las cantidades de especímenes por especies de gallina ciega no presentan relación con rangos de precipitación, historial de daño (%), tamaño y años de uso de la aparcela, ni entre ellas mismas. El 60"/o de los agricultores no conoce al adulto de gallina ciega y el 80% no logra diferenciar claramente los sintomas en una planta dañada. No se registraron recapturas de insectos adultos de gallina ciega en las trampas. El análisis cuantitativo no se realizó. La mayor parte de los insectos liberados establecieron vuelo. Muestreos de larvas de gallina ciega indican que sólo en Miraflor habían cantidades de adultos justificables a los ensayos. El promedio de plantas dañadas por gallina ciega según los agricultores es de 15%. Se recomienda impulsar estudios básicos sobre la diversidad de especies de gallina ciega en el país y difundir el conocimiento sobre la biología y manejo de gallina ciega entre los pequeños agricultores. Futuros ensayos con trampas luz deben considerar el aumento de la calidad y la consistencia de la fuente luminosa y establecerlas cerca de las plantas hospederas de adultos.

Evaluación de niveles de daño, causados por el barrenador de la caña de azúcar (Diatraea spp.) y su parasitismo natural durante Julio-Diciembre de 1995 en el Ingenio Benjamin Zeledon, Rivas

El presente estudio se realizó en el ingenio Benjamín Zeledón con el objetivo de determinar los niveles de daño causados por Diatraea spp. y la incidencia del parasitismo natural para su control durante el periodo julio-diciembre de 1995. Evaluándose los parámetros: infestación, intensidad de infestación e índice de infestación, así como los niveles del parasitismo natural de Diatraea spp. en diversas variedades de caña en una área que representa el 16.30% del área total productiva del Ingenio. Determinándose una infestación promedio de 5.35%, una intensidad de infestación promedio de 14.39% y un índice de infestación promedio de 0.85, el cual es considerado internacionalmente como bajo. La variedades L 68-40, J 60-5, L 68-90 y la mezcla de diversas variedades fueron las más afectadas por Diatraea spp. Determinándose en estas variedades índices de infestación superiores al promedio general (0.85)y que corresponden a 1.26, 1.14, 1.13 y 1.09 respectivamente. Sin embargo, SP 70-4790, MEX. 53-4-73 y MEX. 68-P-23 fueron las variedades menos afectadas con 0.51, 0.23 y 0.24 de índice de infestación respectivamente. Por otro lado, se determinó un bajo nivel de parasitismo natural que se concentró sólo en el trimestre julio-septiembre con 19, 21 y 251% de parasitismo natural a partir de 58,19 y 4 larvas colectadas durante estos meses respectivamente. Identificándose a los parasitoides larvales: Billaea claripalpis Wulp, Cotesia flavipes Camerón y Apanteles diatraeae Muesebeck. Aunque no se pudo determinar la incidencia de los parasitoides ovifagos se determinó la presencia de Telenomus sp. y una especie de la familia Trichogrammatidae en los campos muestreados.