Custo adaptativo da indução de resistência em feijoeiro mediada pela rizobactéria Bacillus cereus ou acibenzolar-S-metil: atividade de enzimas, síntese de fenóis e lignina e biomassa

Plantas que utilizam recursos para defesa na ausência de pragas ou patógenos, arcarão com custos energéticos que podem refletir na sua produtividade. Assim, teve-se por objetivo avaliar os custos adaptativos da indução de resistência, antes da chegada do patógeno, em feijoeiro induzido por um indutor biótico (Bacillus cereus) e um abiótico (acibenzolar-S-metil, ASM), em 2, 3 ou 4 aplicações distribuídas ao longo do ciclo da cultura. Avaliou-se o efeito protetor contra a bactéria Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, além da atividade de peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase, síntese de lignina, fenóis e crescimento com base na matéria seca. Observou-se que os indutores protegeram a cultura contra X. axonopodis pv. phaseoli com base na redução da severidade. O ASM aumentou a atividade de peroxidase, quitinase e β-1,3-glucanase, enquanto que o B. cereus aumentou apenas a peroxidase. O ASM aumentou a síntese de lignina e B. cereus não, enquanto que ASM diminuiu teor de fenóis e B. cereus não. O ASM reduziu a biomassa da planta, o que não ocorreu em plantas induzidas por B. cereus. Portanto, a resistência induzida por ASM apresenta elevado custo associado, enquanto que por B. cereus apresenta baixo custo, necessitando a indução de resistência ser melhor explorada e estudada para potencializar seu uso em feijoeiro.

Diversidad genética de aislamientos de Bacillus subtilis con potencial para el control biológico de Colletotrichum acutatum y Guignardia citricarpa

El sector citrícola enfrenta serios problemas representados por enfermedades en las flores y en frutos jóvenes que además de disminuir la productividad, devalúan los frutos por el aspecto que le dan a los mismos. Tales enfermedades están representadas, principalmente, por la mancha negra de los frutos cítricos (MNC) y por la caída prematura de los frutos cítricos (CPFC), donde la medida predominante de control es la pulverización con productos químicos. Entretanto, los costos financieros y ambientales de las aplicaciones con estés productos químicos, sumado a las crecientes restricciones de la presencia de residuos, están a exigir el estudio de nuevas alternativas de control. Entre estas, el control biológico surge como una alternativa importante. Estudios fueron anteriormente realizados, bajo condiciones de laboratorio y de campo, con el objetivo de determinar la potencialidad de aislados de Bacillus subtilis en el control de las enfermedades mencionadas arriba, puesto que, uno aislado, el ACB-69 fue el que presentó la mejor eficiencia de control. Frente a lo anteriormente expuesto y, sabiendo que, el conocimiento de la biodiversidad de los seres es importante para la determinación de sus funciones potenciales, el presente proyecto de investigación tuvo como objetivo estudiar la diversidad genética, a través de marcadores moleculares AFLP, de 32 aislamientos de B. subtilis con la finalidad de se encontrar, dentro los mismos, uno (o más aislados) que presentase mayor semejanza con el ACB-69 y que cuando testado, bajo condiciones naturales de ocurrencia de las enfermedades, si puede encontrar similar control. En función de los resultados experimentales obtenidos, se concluyo que: (a) los aislados de B. subtilis estudiados se agruparon en el filograma de distancia genética, independiente de la procedencia o del huésped; (b) los aislados ACB-69 y ACB-83, con potencial para el control de la caída prematura de los frutos cítricos, comparten la misma ancestralidad, lo que puede ser evaluado por la metodología aplicada; c) en términos biológicos, el aislado ACB-83 merece mas estudios cuanto a la viabilidad de control de las enfermedades caída prematura de los frutos cítricos y de la mancha negra, bajo condiciones de campo.

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.

Bioprospecção de isolados de Bacillus spp. como potenciais promotores de crescimento de Eucalyptus urograndis

Objetivou-se neste trabalho avaliar características bioquímicas de interesse agronômico e correlação com a promoção de crescimento de plantas em isolados de Bacillus sp. originários da rizosfera de eucalipto. O trabalho foi conduzido em laboratório e casa de vegetação. A partir do isolamento de bactérias da rizosfera de plantas, oriundas de diferentes municípios da região oeste paulista, conseguiu-se 127 isolados de Bacillus spp. Foram realizados testes bioquímicos para caracterização dos isolados bacterianos quanto ao antagonismo a fungos fitopatogênicos, produção de auxinas, produção de amônia e atividade enzimática. Na etapa final foi avaliado o potencial dos isolados, caracterizados previamente em condições de laboratório, para promoção de crescimento de plantas, utilizando-se a inoculação das bactérias em mudas de eucalipto e cultivo das plantas em casa de vegetação durante 90 dias. Avaliou-se variáveis de crescimento do eucalipto objetivando-se selecionar os melhores isolados e também correlacionar as diferentes variáveis analisadas no trabalho. O protocolo de bioprospecção de Bacillus sp. na rizosfera foi válido para se encontrar rizobactérias promissoras no aumento do crescimento do eucalipto. Foram selecionados cinco isolados como promissores para ação no crescimento de eucalipto. O potencial antagônico a fungos fitopatogênicos e produção de amônia apresentados pelos isolados de rizobactérias foi útil na fase inicial de seleção de rizobactérias promotoras do crescimento de eucalipto, pois apresentou correlação significativa com o crescimento das plantas.

Antagonismo de Trichoderma SPP. E Bacillus subtilis (UFV3918) a Fusarium sambucinum em Pinus elliottii engelm

Pinus elliottii é uma espécie de importância no setor florestal e apresenta vulnerabilidade na qualidade sanitária de suas sementes, especialmente pela associação de Fusarium spp., responsável por perdas de plântulas no viveiro. Este trabalho teve como objetivo avaliar a ação antagonista in vitro e in vivo dos agentes Trichoderma spp. e Bacillus subtilis (UFV3918) no controle de Fusarium sambucinum, responsável por danos em plântulas de Pinus elliottii. O controle in vitro foi avaliado através da inibição do crescimento micelial (confronto pareado de culturas), após a incubação a 25±2 ºC e fotoperíodo de 12 h. Para os testes in vivo (desenvolvidos em condições de viveiro), as sementes inicialmente foram inoculadas com o patógeno e, na sequência, microbiolizadas com os agentes antagônicos, para posterior semeadura. Utilizaram-se as técnicas de contato com o biocontrolador em meio BDA por 48 h e peliculização, como formas de microbiolização. Tanto Trichoderma spp. quanto Bacillus subtilis (UFV3918) foram eficientes no controle in vitro de F. sambucinum, e no teste de biocontrole in vivo o produto Bacillus subtilis (UFV3918) destacou-se, reduzindo as perdas de plântulas causadas pelo patógeno, assim como potencializando as variáveis de comprimento de plântula, massa verde e massa seca.

Construction of occluded recombinant baculoviruses containing the full-length cry1Ab and cry1Ac genes from Bacillus thuringiensis

The administration of baculoviruses to insects for bioassay purposes is carried out, in most cases, by contamination of food surfaces with a known amount of occlusion bodies (OBs). Since per os infection is the natural route of infection, occluded recombinant viruses containing crystal protein genes (cry1Ab and cry1Ac) from Bacillus thuringiensis were constructed for comparison with the baculovirus prototype Autographa californica nucleopolyhedrovirus (AcNPV). The transfer vector pAcUW2B was used for construction of occluded recombinant viruses. The transfer vector containing the crystal protein genes was cotransfected with linearized DNA from a non-occluded recombinant virus. The isolation of recombinant viruses was greatly facilitated by the reduction of background "wild type" virus and the increased proportion of recombinant viruses. Since the recombinant viruses containing full-length and truncated forms of the crystal protein genes did not seem to improve the pathogenicity of the recombinant viruses when compared with the wild type AcNPV, and in order to compare expression levels of the full-length crystal proteins produced by non-occluded and occluded recombinant viruses the full-length cry1Ab and cry1Ac genes were chosen for construction of occluded recombinant viruses. The recombinant viruses containing full-length and truncated forms of the crystal protein genes did not seem to improve its pathogenicity but the size of the larvae infected with the recombinant viruses was significantly smaller than that of larvae infected with the wild type virus.

Characterization of the mucosal and systemic immune response induced by Cry1Ac protein from Bacillus thuringiensis HD 73 in mice

The present paper describes important features of the immune response induced by the Cry1Ac protein from Bacillus thuringiensis in mice. The kinetics of induction of serum and mucosal antibodies showed an immediate production of anti-Cry1Ac IgM and IgG antibodies in serum after the first immunization with the protoxin by either the intraperitoneal or intragastric route. The antibody fraction in serum and intestinal fluids consisted mainly of IgG1. In addition, plasma cells producing anti-Cry1Ac IgG antibodies in Peyer's patches were observed using the solid-phase enzyme-linked immunospot (ELISPOT). Cry1Ac toxin administration induced a strong immune response in serum but in the small intestinal fluids only anti-Cry1Ac IgA antibodies were detected. The data obtained in the present study confirm that the Cry1Ac protoxin is a potent immunogen able to induce a specific immune response in the mucosal tissue, which has not been observed in response to most other proteins.

Produção de lactosacarose por β-frutofuranosidase de bacillus sp nº417 a partir de lactose e sacarose

Entre 1341 linhagens de microrganismos isolados a partir de amostras de solos, flores e frutos e testados quanto à produção de β-frutofuranosidase com atividade de transferência para produção de lactosacarose foi selecionado uma linhagem, identificada como Bacillus sp n°417. Verificou-se que após 8 horas de reação, a proporção de lactose e sacarose 1:1 (p/p) e 20% de concentração de açúcares totais, a uma temperatura de 45°C e pH 5,6 foram as melhores condições para produção de lactosacarose.

Ocorrência de Bacillus sporothermodurans em leite UAT/UHT brasileiro e a influência do tratamento térmico

O Bacillus sporothermodurans (BSP) tem sido isolado em todo o mundo, principalmente nos países europeus, como um contaminante usual do leite processado pelo sistema UAT/UHT. Embora o BSP não seja patogênico, o leite contaminado fica fora dos padrões da legislação, que fixa o limite de contagem de microrganismos aeróbios mesófilos em 100ufc/ml. Tal bacilo foi pesquisado em amostras de leite UAT produzido nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste do Brasil, processado pelos sistemas de aquecimento indireto (trocadores a placas ou tubulares) e direto (injeção ou infusão de vapor). Foi analisado um total de 100 amostras, avaliadas quantitativamente pela técnica de espalhamento superficial no meio diferencial ágar infusão de cérebro e coração - esculina (ágar BHI-E). Na análise qualitativa as amostras foram submetidas a choque térmico (115ºC/7min), incubadas e plaqueadas no referido ágar. Os resultados revelaram um total de 45% de amostras com contagens acima do limite tolerável (100ufc/ml), oscilando entre 2x10(4) e 9,5x10(5)ufc/ml. No entanto, em função do tipo de sistema de aquecimento, as variações foram muito acentuadas, sendo que na avaliação quantitativa os índices de rejeição foram de 71,4% nas amostras aquecidas indiretamente e naquelas processadas diretamente. Isto se deve, provavelmente, às condições mais drásticas de tratamento térmico utilizada pelos laticínios com sistema direto de aquecimento. Na análise qualitativa, os índices de rejeição foram de 71,7 e 22,2%, respectivamente. Trezentas culturas foram isoladas das amostras contaminadas, revelando características culturais, morfológicas e bioquímicas similares as de BSP, exceto pela capacidade de fermentação lenta da glicose evidenciada pela maioria delas. Deste total, 24 cepas tiveram seu DNA cromossômico avaliado pelo método PCR-RAPD, sendo que os perfis obtidos foram muito similares ao de BSP referência (DSMZ 10599) confirmando tratar-se de Bacillus sporothermodurans.

Ocorrência de Bacillus sporothermodurans em leite UAT integral e desnatado

Por sua composição completa e balanceada, o leite é um substrato ideal para o desenvolvimento de diversos grupos de microrganismos. Bactérias, fungos, vírus e outros podem provocar significativas alterações no leite e derivados. Apesar do tratamento a Ultra Alta Temperatura a que o leite longa vida é submetido, constatou-se nos últimos anos, a presença de um novo tipo de bactéria altamente resistente ao calor, denominada Bacillus sporothermodurans, em função de sua capacidade de formação de esporos. O presente trabalho teve como objetivos verificar a presença desta bactéria em leites UAT (Ultra Alta Temperatura) integral e desnatado, comercializados na região do Alto Uruguai - RS e quantificar a capacidade de resistência à altas temperaturas das formas encontradas. Os resultados revelaram a presença desta bactéria em 54,5% das marcas analisadas, com 36,5% dos lotes analisados contaminados. A resistência térmica desta bactéria em relação ao teor de lipídios mostraram tendência a uma maior resistência em leite integral. Pode-se concluir que, embora esta bactéria seja descrita como não patogênica, é importante salientar a importância de novos estudos para obter maiores conhecimentos sobre suas características, uma vez que sua presença mostrou-se comum.

Produção de proteases por Bacillus sp SMIA-2 crescido em soro de leite e água de maceração de milho e compatibilidade das enzimas com detergentes comerciais

A produção de proteases por Bacillus sp. SMIA-2 cultivado em um meio de cultura contendo soro de leite e água de maceração de milho foi estudada. Além disso, a compatibilidade da enzima com detergentes comerciais foi também avaliada. A atividade máxima da enzima (70 U/mg proteína) foi observada na fase estacionária de crescimento, com 32 h de incubação. Estudos sobre a caracterização da protease revelaram que a temperatura ótima para atividade desta enzima foi 70 °C e que a mesma manteve 91% de sua atividade quando incubada a 70 °C na presença do cálcio. O valor ótimo de pH encontrado para a protease foi 8,0, sendo que a enzima manteve 85% e 46% de sua atividade quando incubada por 1 h em pH 9 e pH 10 respectivamente. A protease manteve 64% e 50% de sua atividade quando incubada a 70 °C por 30 min com os detergentes Cheer® e Tide® respectivamente. A utilização da glicina juntamente com íons cálcio resultou em um aumento da estabilidade enzimática em todos os detergentes testados. Em presença dos detergentes Ultra bizz®, Cheer® e Tide®, a enzima manteve aproximadamente 100% de atividade, após 30 min de incubação a 70 °C.

Otimização de um meio de cultura para a produção de proteases por um Bacillus sp. termofílico

Bacillus sp. SMIA-2 cresceu e secretou proteases quando cultivado em culturas líquidas contendo citrato trissódico como fonte de carbono e nitrato de amônio como fonte de nitrogênio. A atividade máxima da enzima foi alcançada após 8 horas de incubação do microrganismo, com níveis de 7,2 U.mg -1 proteína. A suplementação do meio com 2,0 mM de CaCl2 não proporcionou um aumento da atividade da protease, porém aumentou a sua estabilidade de 2 para 4 horas. A redução da concentração do fosfato de potássio no meio de cultura de 11,0 para 5,0 mM promoveu um acréscimo de 82% (13 U.mg -1 proteína) na atividade da protease. A substituição do nitrato de amônio presente no meio de cultura por 0,1% de soro de queijo aumentou a atividade da protease para 25 U.mg -1 proteína. Nestas condições, o tempo requerido para que a enzima atingisse seu pico de atividade máxima, que antes era de 9 horas, passou para 16 horas. A substituição do citrato trissódico do meio de cultura pela água de maceração de milho (0,5%) não só aumentou a atividade da enzima como também retardou o processo de desativação que é típico da produção de proteases. A atividade máxima da enzima obtida quando estes dois resíduos foram utilizados no meio foi 59,5 U.mg -1 proteína. Após alcançar este valor a enzima se manteve estável por mais de 20 horas o que favorece a sua produção em larga escala.

Quality of mussels cultivated and commercialized in Ubatuba, SP, Brazil: monitoration Bacillus cereus and Staphylococcus aureus growth after post-harvest processing

Aiming at improving the quality of Perna perna mussels cultivated and commercialized in Ubatuba, SP, Brazil, the growth and elimination of Staphylococcus aureus and Bacillus cereus artificially inoculated in mussels were studied. The inoculation was carried out in "in natura" and pre-cooked mussels for 30 min, and after that the mussels were kept for 10 hours at room temperature (25 ± 1 °C) and under refrigeration (7 ± 1 °C). Six thermal treatments were evaluated: three using steam (5, 10 and 15 minutes) and three in boiling water (5, 10 and 15 minutes), in order to find the best time/temperature binomial to provide pathogenic control. Yield and physical-chemical and sensory characteristics were evaluated. All thermal treatments were efficient to eliminate microorganisms in 2 logarithmic cycles. However, the boiling water treatments presented better results than the steam treatments. The physical-chemical and sensory analyses did not show statistical differences among the thermal treatments studied. The best performances were reached in the shortest times of heat exposure. Overall, the treatments in boiling water presented better results than the steam treatments.

Otimização das condições de cultivo para a produção de amilases pelo termofílico Bacillus sp. e hidrólise de amidos pela ação da enzima

A otimização das condições de cultivo para a produção de α-amilase por um termofílico Bacillus sp. cepa SMIA-2 foi realizada. Além disso, a hidrólise enzimática do amido, proveniente de várias fontes tais como batata, mandioca e milho, foi também investigada. A produção de α-amilase por Bacillus sp. SMIA-2, cultivado em meio líquido contendo amido (5 g.L-1) como fonte de carbono e suplementado com 0,5 g.L-1 de proteínas do soro de leite e 2 g.L-1 de peptona, alcançou o máximo em 32 horas com níveis de 37 U.mL-1. O microrganismo foi capaz de utilizar diversas fontes de carbono, porém a atividade da amilase variou com cada fonte. O amido foi a melhor fonte de carbono para a secreção da amilase, enquanto a sacarose, lactose, maltose, galactose e glicose não foram muito efetivas. Uma redução na concentração de amido de até 2,5 g.L-1 no meio de cultura melhorou o crescimento do organismo e a atividade enzimática. Em altas concentrações de amido, a produção da enzima foi comparativamente menor. Em relação às fontes de nitrogênio orgânico e inorgânico, a peptona (2 g.L-1) foi considerada a melhor. Considerando a quantidade de proteínas do soro de leite no meio de cultivo, a concentração de 0,25 g.L-1 foi considerada a mais efetiva para a secreção da α-amilase pelo microrganismo. A produção máxima da atividade enzimática foi observada a 50 °C e pH 8,5. A enzima foi capaz de degradar todos os amidos testados. A hidrólise do amido de batata resultou num alto rendimento de açúcares redutores em comparação às outras fontes de amido. Amido solúvel e amido de mandioca ocuparam, respectivamente, a segunda e terceira posição em relação à liberação dos açúcares redutores, enquanto que a amilase estudada mostrou apenas uma ligeira afinidade pelo amido de milho. Com o aumento da temperatura da reação para 70 °C, a hidrólise dos substratos, com exceção do amido solúvel, resultou em maiores quantidades de açúcares redutores.

Propriedades emulsificantes e estabilidade do biossurfactante produzido por Bacillus subtilis em manipueira

Devido ao elevado poder tensoativo, baixa toxidez e biodegradabilidade, os lipopeptídios produzidos por bactérias do gênero Bacillus estão entre os biossurfactantes mais conhecidos e estudados. Estes compostos são apontados como potenciais insumos para diversos setores industriais, inclusive o de alimentos. Para que seja possível sua aplicação industrial, no entanto, é necessário que estes compostos apresentem estabilidade e manutenção de suas propriedades em condições extremas, que estão freqüentemente associadas a esses processos. O objetivo deste trabalho foi estudar a estabilidade do biossurfactante produzido pela linhagem LB5a de Bacillus subtilis, cultivado em manipueira (resíduo da industrialização da mandioca) em um processo piloto. Os estudos de estabilidade foram realizados em função da variação de temperatura, pH e concentração salina. Foram realizadas avaliações da sua capacidade emulsificante em misturas de água com hidrocarbonetos e óleos vegetais, bem como a estabilidade das emulsões formadas. Os resultados mostraram que o biossurfactante foi estável à temperatura de 100 °C por 140 minutos e a 121 °C por até 60 minutos, à concentração de 2,5 a 20% de NaCl e na faixa de pH de 6 a 10. Em relação ao índice de emulsão com 24 horas (IE24), o biossurfactante mostrou elevados valores para diversos hidrocarbonetos cíclicos e alifáticos, além de óleos vegetais com diferentes perfis de ácidos graxos. Todos os resultados obtidos demonstraram a importância do biossurfactante para potenciais aplicações em diversos ramos industriais.