The complete genome sequence of the gram-positive bacterium Bacillus subtilis.

Bacillus subtilis is the best-characterized member of the Gram-positive bacteria. Its genome of 4,214,810 base pairs comprises 4,100 protein-coding genes. Of these protein-coding genes, 53% are represented once, while a quarter of the genome corresponds to several gene families that have been greatly expanded by gene duplication, the largest family containing 77 putative ATP-binding transport proteins. In addition, a large proportion of the genetic capacity is devoted to the utilization of a variety of carbon sources, including many plant-derived molecules. The identification of five signal peptidase genes, as well as several genes for components of the secretion apparatus, is important given the capacity of Bacillus strains to secrete large amounts of industrially important enzymes. Many of the genes are involved in the synthesis of secondary metabolites, including antibiotics, that are more typically associated with Streptomyces species. The genome contains at least ten prophages or remnants of prophages, indicating that bacteriophage infection has played an important evolutionary role in horizontal gene transfer, in particular in the propagation of bacterial pathogenesis.

Common snook fed in alternate and continuous regimens with diet supplemented with Bacillus subtilis probiotic

The objective of this work was to evaluate the addition of Bacillus subtilis probiotic to the feed of common snook (Centropomus undecimalis) fingerlings, in alternate and continuous regimens. Six hundred and sixty fish, with average length of 5.90±0.88 cm and weight of 1.92±0.28 g, were stocked in 12 cages of 1.0 m3, with 55 fish each. The experimental design was completely randomized, with three treatments and four replicates. The treatments consisted of diet with the addition of probiotic, provided in alternate regimen for 7 days and in continuous regimen; besides a control without probiotic in the feed. Zootechnical performance, body composition, immune response, and blood parameters were evaluated. No significant differences were observed in zootechnical performance indexes and in body composition of fish treated with probiotic, when compared to the control. Fish from the alternate regimen showed an increment in respiratory burst and a lower total erythrocyte count than fish from the continuous regimen and the control. Fish from the continuous regimen did not differ from those of the control. The addition of Bacillus subtilis does not increase growth rates of common snook fingerlings; however, it has an immunostimulant action when supplied in alternate regimen.

Control of Guignardia citricarpa by Bacillus subtilis and Trichoderma spp.

The ability of isolates of Bacillus subtilis and Trichoderma spp. to control citrus black spot (CBS) was investigated in ´Natal´ sweet orange orchards. The first experiment was conducted during the 2001/2002 season and four isolates of B. subtilis (ACB-AP3, ACB-69, ACB-72 and ACB-77), applied every 28 days, alone or in combination were tested and compared with fungicide treatments. Two other experiments were carried out during the 2002/2003 season, where the same isolates of Bacillus and two isolates of Trichoderma (ACB-14 and ACB-40) were tested being applied every 28 days in the second experiment, and every 15 days in the third experiment. In the first experiment, the treatment with ACB-69 differed statistically from the control, but did not differ from other biological control agents or mixture of Bacillus isolates. In the second experiment, the treatments with ACB-69 and ACB-AP3 resulted in smaller disease index compared with the control treatment. However, this result was not repeated in the third experiment, where the isolates were applied every 15 days. Disease severity was high in both evaluated seasons and the fungicide treatment was the most effective for disease control.

Avaliação de microrganismos antagônicos, Saccharomyces cerevisiae e Bacillus subtilis para o controle de Penicillium digitatum

Os frutos cítricos são afetados por diversas doenças, especialmente as fúngicas, as quais afetam a produtividade e a qualidade, principalmente quando se visa ao mercado de frutas frescas, seja para o mercado interno, seja para a exportação. Dentre as doenças fúngicas que ocorrem na fase de pós-colheita, destaca-se o bolor verde, causado por Penicillium digitatum. As medidas de controle baseiam-se, principalmente, no tratamento de frutos com diferentes combinações de fungicidas no packing-house. Devido às restrições quanto à presença de resíduos de fungicidas em frutos de citros e ao crescente desenvolvimento de linhagens resistentes dos patógenos a tais fungicidas, torna-se necessária a busca de alternativas de controle, como o controle biológico. Portanto, este trabalho teve por objetivos: (i) verificar o efeito antagônico de agentes de controle biológico (ACBs), sendo 06 isolados de Saccharomyces cerevisiae e 13 isolados de Bacillus subtilis contra P. digitatum; (ii) estudar as interações in vitro entre ACBs e o fitopatógeno; (iii) verificar o efeito da integração dos antagonistas com bicarbonato de sódio e cera de carnaúba no controle do bolor verde. Os resultados mostraram que a maioria dos isolados bacterianos e todos os isolados de levedura inibiram o crescimento micelial do fitopatógeno. Somente um isolado de Bacillus subtilis (ACB-84) foi capaz de inibir a germinação de P. digitatum com 72% de inibição, enquanto ACB-K1 e ACB-CR1 (S. cerevisiae) foram os mais eficientes com inibições de 78 e 85,7%, respectivamente; a adição de sacarose (a 0,5%) favoreceu ainda mais a inibição da germinação dos conídios pelos isolados da levedura. Os resultados de controle in vivo mostraram a viabilidade de S. cerevisiae ACB-K1 e ACB-CR1 para o controle de P. digitatum, em frutos de lima-ácida 'Tahiti' e laranja 'Hamlin', respectivamente; a associação de bicarbonato de sódio com agentes de biocontrole não resultou em melhorias no controle curativo do bolor verde; cera de carnaúba (18% de SST) favoreceu a atividade antagonística de S. cerevisiae, e tal efeito dependeu da variedade dos frutos cítricos em estudo e do isolado da levedura utilizado para o biocontrole.

Dosimetria esporular: Bacillus subtilis TKJ6312 como biossensor de radiação solar biologicamente ativa

Since 2000, spore dosimetry and spectral photometry have been performed in parallel at the Southern Space Observatory, São Martinho da Serra (Southern Brazil). A comparative study involving data from Punta Arenas - Chile (53.2º S), São Martinho da Serra (29.5º S), Padang - Indonesia (0.9ºS), Brussels - Belgium (50.9º N) and Kiyotake - Japan (31.9º N) from 2000 to 2006 is presented. The Spore Inactivation Doses presented the higher values in summer (973 ± 73 for Punta Arenas and 4,369 ± 202 for São Martinho da Serra, as well 1,402 ± 170 and 3,400 ± 1,674 for Brussels and Kiyotake, respectively). The simplicity, robustness and high resistance of bacterial spores makes the biosensor an potential biological tool for UV-B monitoring.

Indução de resistência a doenças foliares em tomateiro por indutores biótico (Bacillus subtilis) e abiótico (Acibenzolar-S-Metil)

O objetivo deste trabalho foi investigar se doenças foliares do tomateiro (Lycopersicon esculentum) podem ser afetadas pela indução de resistência proporcionada pela aplicação de Bacillus subtilis, no solo e nas folhas e aplicação via foliar de acibenzolar-S-metil. A fim de investigar o modo de ação envolvido no controle foi avaliada a atividade de peroxidases nas folhas do tomateiro tratado com os indutores biótico e abiótico. Para se avaliar a severidade das doenças foliares foi avaliado o número de folhas de tomate com algum sintoma de doença e determinado o percentual de folhas doentes em relação ao total de folhas por planta. O aumento significativo da concentração de peroxidases nas plantas tratadas com os indutores, assim como a ausência de controle das doenças no tratamento com pulverização direta de B. subtilis nas folhas, são evidências que sugerem que o mecanismo de controle das doenças em questão está relacionado à resistência induzida.

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.

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.

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.

Comparative study of bovine heart and bacillus subtilis cytochrome c oxidase vesicles and the influence of bulk pH on cytochrome c oxidase components

Studies on the steady state behavior of soluble cytochrome c oxidase are extensive. These studies have examined the influence of ionic strength and pH and may provide answers to questions such as the link between proton translocation and charge separation. The present study examined the influence of external bulk pH on ApH formation, biphasic kinetics, and steady state reduction of cytochromes c and a of cytochrome c oxidase in proteoliposomes. Bulk pH has an appreciable effect on ApH formation and steady state reduction levels of cytochromes c and 8. Bulk pH affected total Vmax and Km at the low affinity binding site of cytochrome c. This study also examined the influence of bovine serum albumin and free fatty acids on proton pumping activity in bovine heart proteoliposomes. Proton pumping activity decreased after treatment with BSA, and was subsequently reinstated after further treatment with FFA. Much study in the superfamily of haem/copper oxidases has recently been devoted to the bacterial oxidases. The present study has examined some protein composition characteristics and bioenergetic features of Bacillus subtilis cytochrome caa3 oxidase. Results provide evidence for the structural composition of the enzyme in relation to the covalently bound cytochrome c to the oxidas~. Bioenergetically, caa3 COV showed appreciable proton pumping activity. Steady state analysis of the caa3 COV showed significantly different cytochrome c and a reduction characteristics compared to the bovine enzyme.

Caracterización bioquímica de la FITASA C de bacillus subtilis y de sus formas recombinantes.

Tesis (Doctor en Ciencias con Especialidad en Biotecnología) UANL, 2008.

Banana waste as substrate for a-amylase production by Bacillus subtilis (CBTK 106) under solid-state fermentation

Bacillus subtilis CBTK 106, isolated from banana wastes, produced high titres of a-amylase when banana fruit stalk was used as substrate in a solid-state fermentation system. The e¤ects of initial moisture content, particle size, cooking time and temperature, pH, incubation temperature, additional nutrients, inoculum size and incubation period on the production of a- amylase were characterised. A maximum yield of 5 345 000 U mg~1 min~1 was recorded when pretreated banana fruit stalk (autoclaved at 121 ¡C for 60 min) was used as substrate with 70% initial moisture content, 400 lm particle size, an initial pH of 7.0, a temperature of 35 ¡C, and additional nutrients (ammonium sulphate/sodium nitrate at 1.0%, beef extract/peptone at 0.5%, glucose/sucrose/starch/maltose at 0.1% and potassium chloride/sodium chloride at 1.0%) in the medium, with an inoculum-to-substrate ratio of 10% (v/w) for 24 h. The enzyme yield was 2.65-fold higher with banana fruit stalk medium compared to wheat bran

Characterization of Bacteriocins from Bacillus licheniformis strain BTHT8 and Bacillus subtilis strain BTFK101 isolated from marine sediment

Pathogenic microorganisms such as Bacillus cereus, Listeria Monocytogenes and Staphylococcus sp have caused serious diseases, and consequently contributed to considerable economic loss in the food and agricultural industries. Antibiotics have been practically used to treat these pathogens since penicillin G was discovered more than half a century ago. Many different types of antibiotics have been discovered or synthesized to control pathogenic microorganisms. Repetitive use and misuse of antibiotics by the agricultural and pharmaceutical industries have caused the emergence of multidrug-resistant microorganisms, even to the strongest antibiotics currently available; therefore, the rapid development of more effective antimicrobial compounds is required to keep pace with demand. Bacteria were isolated from marine water and sediment samples collected from various locations off the coast of Cochin and salt pans of Tuticorin using pour plate technique. One hundred and twelve isolates were obtained. Seventeen isolates exhibiting antimicrobial activity were segregated after primary screening. The secondary screening which was aimed at selection of bacteria that produce proteinaceous inhibitory compounds, helped to select five strains viz. BTFK101, BTHT8, BTKM4, BTEK16 and BTSB22. The five isolates inhibited the growth of six Gram positive test organisms viz. B. cereus, B. circulans, B. coagulans, B. pumilus, Staphylococcus aureus and Clostridium perfringens. After quantitative estimation of the bacteriocin production, the two strains BTFK101 and BTHT8 were selected for further study.

Antifungal activity of Bacillus subtilis filtrate to control Fusarium oxysporum f.sp. lentis, the causal organism of lentil vascular wilt

In dual cultures, the supernatant filtrate of the biological control agent Bacillus subtilis was evaluated against (Fusarium oxysporum f.sp. lentis) the causal organism of lentil vascular wilt. The antagonistic activity was evaluated as percent reduction of fungal growth (certainly due, in part, to the antifungal metabolites produced by the antagonistic bacterium). The in-vitro experiments showed that B. subtilis filtrate, whether solid or liquid media, had a strong inhibiting activity on the spore germination and mycelial growth of F. oxysporum f. sp. lentis. In a glasshouse experiment, soil was drenched with B. subtilis filtrate at 30 ml/kg (vol/wt) around seedlings of a susceptible lentil line (ILL 4605). In this treatment there was only 31% mortality compared with 100% kill of plants in the control treatment (P≤0.05).