Microbial diversity associated with algae, ascidians and sponges from the north coast of Sao Paulo state, Brazil

Little is known about the microbial diversity associated with marine macroorganisms, despite the vital role microorganisms may play in marine ecosystems. The aim of the present study was to investigate the diversity of bacteria and fungi isolated from eight marine invertebrate and one algae samples. Data derived from ARDRA and sequencing analyses allowed the identification of marine-derived microorganisms isolated from those samples. Microbial strains identified up to the genus level revealed 144 distinct ribotypes out of 256 fungal strains and 158 distinct ribotypes out of 181 bacterial strains. Filamentous fungi were distributed among 24 different genera belonging to Ascomycota, Zygomycota and Basidiomycota, some of which had never been reported in the literature as marine invertebrate-inhabiting fungi (Pestalotiopsis, Xylaria, Botrysphaeria and Cunnninghamella). Bacterial isolates were affiliated to 41 different genera, being Bacillus, Ruegeria, Micrococcus, Pseudovibrio and Staphylococcus the most abundant ones. Results revealed an unexpected high microbial diversity associated to the macroorganisms which have been collected and suggested the selection of certain microbial taxonomic groups according to the host. The combined data gathered from this investigation contribute to broaden the knowledge of microbial diversity associated to marine macroorganisms, including as a promising source for the discovery of new natural products. (C) 2009 Elsevier GmbH. All rights reserved.

Koncentrisk hämning och stimulans av bakterietillväxt i agarkulturer

The aim of this study is to elucidate factors that effect growth of Sarcina lutea and Bacillus subtilis, exposed to the growth inhibitor SDS (Sodiumdodecylsulfat). Agar diffusion experiments revealed repeated, concentric zones of inhibition and stimulation upon exposure to Sodiumdodecylsulphate or to Amoxicillin. Temperature, nutrient concentration and inhibitor concentration were controlled. Formation of successively repeated zones of inhibition, stimulation, inhibition and stimulation is discussed: •The extension of the primary inhibition zone is due to the concentration of applied Sodium dodecyl sulphate.•Immediately outside the primary inhibition zone the bacteria have access to diffusing nutrients that have not been consumed in the primary inhabitation zone.•In zones of dense bacterial growth the bacteria may produce inhibiting substances, affecting growth of bacteria in adjacent zones.•In zones of dense bacterial growth the nutrients will soon become depleted, thus affecting bacteria in adjacent zones.

Estudo sobre a biodegradação do herbicida trufluralina por bactérias isoladas de solo agrícola e proposta metodológica para o ensino de biodegradação

Trifluralina (a, a, a,trifluoro-2,6-dinitro-N, N-dipropil-p-toluidina) (TFL) é um herbicida pré-emergente, incorporado ao solo que tem sido usado na agricultura desde a década de sessenta; ele é moderadamente persistente em vários tipos de solos do Brasil. O objetivo deste estudo foi isolar - de um solo agrícola contaminado por quatro décadas - e caracterizar bactérias resistentes a TFL, determinar suas habilidades em degradar a TFL, investigar a presença de gens degardadores que possam estar envolvidos na degradação da TFL e propor um método de ensino teórico prático sobre a biodegradação, para cursos de graduação. Oito bactérias foram isoladas, pela técnica de subculturas repetidas em meio contendo TFL como única fonte de carbono, e identificadas, pelo método bioquímico e seqüenciamento do rDNA 16S como Klebsiella oxytoca, Herbaspirillum seropedicae, 3 strains of Bacillus simplex, 2 de Pseudomonas montelli e uma outra Pseudomonas sp. Uma terceira bactéria (iaolado #9), não identificada, que crescia ao redor de cristais de TFL em meio sólido, foi isolada; esta é uma técnica nova que poderá ser útil no isolamento de bactérias que são resistentes a outros compostos pouco solúveis em água. Todas as bactérias isoladas foram submetidas ao teste de biodegradação, em um meio contendo sais minerais, 0,1% succinato, 0,1 % de extrato de leveduras e 50 mg. L-1 de TFL Cinco bactérias reduziram a concentração de TFL no meio, após trinta dias de incubação: Klebsiella oxytoca (24,6 %), Herbaspirillum seropedicae (16,4 %), Bacillus simplex 2 (25.0 %), Bacillus simplex 3 (16.0 %) e isolado 9 (21.0 %). Uma bactéria conhecida como degradadora da TFL, Brevundimonas diminuta (NCIMB 10329) degradou a TFL, neste meio, de maneira semelhantes ao das bactérias isoladas. Os DNAs extraídos das quatro bactérias identificadas degradadoras da TFL, foram sondados para os gens catbólicos ndoB, todC, xylX, catA e xylE, os quais codificam as enzimas naftaleno 1,2-dioxigenase, toluene dioxigenase, toluate 1,2-dioxigenase, catecol 1,2-dioxigenase e catecol 2,3-dioxigenase, respectivamente. Técnicas de PCR e hibridização demonstraram que os DNAs de todas estas quatro bactérias foram fortemente hibridizadas para o gen ndoB, contudo, usando a técnica de ¨zonas claras¨, observou-se que nenhuma delas degradou naftaleno. Estes resultados indicam a presença de gens dioxigenases, nestas bactérias degradadoras da TFL, que poderiam estar transformando a TFL como substrato principal, ou como cometabolismo. O conhecimento sobre processos de biodegradação é necessário para os graduados dos cursos de agronomia, química, biologia, tecnologia de alimentos, etc. Neste trabalho, também, propomos o estudo teórico e prático da compostagem o qual estimula o interesse dos estudantes em aprender sobre o metabolismo envolvido neste, e em outros, processos biotecnológicos.

Biorremediação de antraceno, fenantreno e pireno em um argissolo

O antraceno, o fenantreno e o pireno são hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) que podem ser carcinogênicos e que não são degradados pela maioria dos microrganismos do solo. A biorremediação é uma estratégia para eliminação dos HAPs, que pode demandar a inoculação de microrganismos degradadores e a modificação das condições químicas e físicas do solo. O objetivo do presente estudo foi isolar, identificar e caracterizar microrganismos degradadores e mineralizadores de antraceno, fenantreno e pireno em meio mineral e no solo, assim como avaliar a influência do pH e da disponibilidade de água, N, P, Fe e S na biorremediação de um solo contaminado com antraceno. Seis amostras de solo de landfarming foram inoculadas individualmente a um solo contaminado em laboratório com antraceno. Após 176 dias, o solo com maior produção de C-CO2 foi utilizado para o enriquecimento em meio mineral mais antraceno. Os microrganismos foram isolados e identificados pelo seqüenciamento do gene do RNAr. A capacidade dos microrganismos em degradar os 3 HAPs no meio mineral e no solo foi avaliada por cromatografia gasosa. A mineralização de diferentes concentrações de antraceno, fenantreno e pireno no solo foi avaliada por respirometria, assim como o efeito de diferentes doses de N, P, S e Fe, de diferentes pH e umidades do solo na mineralização do antraceno. Isolou-se do solo de landfarming um consórcio microbiano composto por 6 bactérias, identificadas como Mycobacterium fortuitum, Bacillus cereus, Microbacterium sp., Gordonia polyisoprenivorans, Microbacteriaceae bacterium e Naphthaleneutilizing bacterium, e um fungo, Fusarium oxysporum. O consórcio microbiano degradou respectivamente 48, 67 e 22% do antraceno, fenantreno e pireno do meio mineral. No solo o consórcio degradou, em média, mais de 92% e mineralizou mais de 78% das diferentes concentrações destes 3 HAPs em 70 dias. As maiores mineralizações do antraceno ocorreram nos solos com as maiores umidades gravimétricas (12,5%) e pH (7,5). A adição de 100 kg ha-1 ou mais de nitrogênio no solo e a conseqüente redução da relação C:N para valores inferiores a 67:1 diminuíram a mineralização do antraceno no solo. O aumento da disponibilidade do fósforo, do ferro e do enxofre e a presença de amplas relações C:P (1076:1 a 50:1) e C:N:P (1076:16:1 a 50:1,3:1) no solo não influenciaram a mineralização do antraceno. Conclui-se que a seleção e a inoculação ao solo de microrganismos degradadores de HAPs, associado a modificação das condições ambientais, pode conduzir a um eficiente processo de biorremediação, onde a grande maioria dos HAPs é mineralizada em curto período de tempo.

Produção de hidrolisados protéícos de penas de frango utilizando bactérias queratinolíticas.

Com o crescimento populacional, a indústria avícola tem se desenvolvido rapidamente, devido à demanda de alimentos. O seu produto possui grande aceitação no mercado mundial, em função do seu valor nutricional e por não existirem restrições culturais. Entretanto, este alimento gera grande quantidade de resíduos, dentre eles, as penas. Elas são compostas principalmente por queratina, substância de difícil degradação. Neste trabalho foram utilizadas duas bactérias queratinolíticas de resíduos da indústria avícola, para se avaliar a capacidade de degradação das mesmas. Foram produzidos hidrolisados de penas por proteólise bacteriana com ambos microrganismos: Bacillus cereus (KR16) e Chryseobacterium sp. (KR6). O crescimento das bactérias em diferentes quantidades de penas, e o fator de degradação das penas comprovaram que em até 5 % obteve-se degradação para KR6, enquanto, para a KR16, obteve-se degradação até 1%. A digestibilidade in vitro dos hidrolisados foi avaliada. Observou-se que o hidrolisado da bactéria KR6 apresentou maior digestibilidade, enquanto o de farinha de penas apresentou o menor valor. A composição de aminoácidos dos hidrolisados foi determinada, sendo observadas baixas concentrações de metionina, histidina e lisina. A partir da digestibilidade in vitro e da composição de aminoácidos, foram calculados o escore de aminoácidos corrigidos (PDCAAs), o coeficiente de eficiência protéica (PER) e o valor biológico (BV). O tratamento das penas com KR6 resultou em hidrolisados com os valores mais altos de PDCAAs, PER e BV, sugerindo que este microrganismo produz hidrolisados com propriedades nutricionais superiores aos demais.

Diversidade bacteriana em biofilmes de superfícies externas de prédios hitóricos na cidade de Porto Alegre

A preocupação em conservar monumentos históricos tem aumentado a cada dia na comunidade científica, o que tem desencadeado na formação de grupos de pesquisa, os quais se dedicam a estudos de fatores que possam estar levando os monumentos à ruína, e formas de solucioná-los ou minimizá-los. A presença de bactérias em rochas ou em pedras de monumentos históricos tem sido confirmados por vários pesquisadores. Foram estudadas em Porto Alegre quatro igrejas e o gabinete do Vice Governador, todos de importância histórica, utilizando-se de técnicas microbiológicas tradicionais, objetivando avaliar a diversidade bacteriana em prédios de patrimônio em termos de morfologia celular e de desenvolvimento em diferentes meios de cultivo em laboratório. Foi encontrado um grande número de microrganismos em cada biofilme. Muitas bactérias Gram positivas eram do gênero Bacillus. Os isolados identificados com sendo Bacillus spp. se mostraram resistentes a concentrações de sal (NaCl) a 5% e algumas a 10%, indicando sua adaptação a superfícies secas. Este estudo, associado à literatura, indica que há muitos problemas em classificar a diversidade microbiana e que esta deve ser levada em consideração em processos de controle de biodeterioração em prédios.

Análise proteômica de Chromobacterium violaceum: acúmulo estacionário e diferencial após exposição à luz UVC

Chromobacterium violaceum is a free-living bacillus, Gram-negative commonly found in water and sand of tropical and subtropical regions. One of its main characteristic it's the ability to produce the purple pigment named violacein, that shows countless biological activities. In 2003, the genome of this organism was totally sequenced and revealed important informations about the physiology of this bacteria. However, few post-genomics studies had been accomplished. This work evaluated the protein profile of C. violaceum cultivated in LB medium at 28ºC that allowed the identification and characterization of proteins related to a possible secretion system that wasn't identified and characterized yet in C. violaceum, to the quorum sensing system, to regulatory process of transcription and translation, stress adaptation and biotechnological potential. Moreover, the response of the bacteria to UVC radiation was evaluated. The comparison of the protein profile, analyzed through 2-D electrophoresis, of the control group versus the treatment group allowed the identification of 52 proteins that arose after stress induction. The obtained results enable the elaboration of a stress response pathway in C. violaceum generated by the UVC light. This pathway, that seems to be a general stress response, involves the expression of proteins related to cellular division, purine and pirimidine metabolism, heat chock or chaperones, energy supply, regulation of biofilm formation, transport, regulation of lytic cycle of bacteriophages, besides proteins that show undefined function. Despite the response present similarities with the classic SOS response of E. coli, we still cannot assert that C. violaceum shows a SOS-like response, mainly due to the absence of characterization of a LexA-like protein in this organism

Síntese enzimática de ésteres de açúcar: surfactantes e polímeros como novos materiais ambientalmente seguros

Sugar esters are substances which possess surfactant, antifungical and bactericidal actions and can be obtained through two renewable sources of raw materials: sugars and vegetable oils. Their excellent biodegradability, allied to lhe fact that they are non toxic, insipid, inodorous, biocompatible, no-ionic, digestible and because they can resist to adverse conditions of temperature, pH and salinity, explain lhe crescent use of these substances in several sections of lhe industry. The objective of this thesis was to synthesize and characterize surfactants and polymers containing sugar branched in their structures, through enzymatic transesterification of vinyl esters and sugars, using alkaline protease from Bacillus subtilis as catalyst, in organic medium (DMF).Three types of sugars were used: L-arabinose, D-glucose and sucrose and two types of vinyl esters: vinyl laurate and vinyl adipate. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through Design of Experiments (DOE), using Response Surface Methodology (RSM).The investigated variables were: (1) enzyme concentration; (2) molar reason of substrates; (3) water/solvent rale; (4) temperature and (5) time. We obtained six distinct sugar esters: 5-0-lauroyl L-arabinose, 6-0-lauroyl D-glucose, 1'-O-lauroyl sucrose, 5-0-vinyladipoyl L-arabinose, 6-0-vinyladipoyl D-glucose and 1 '-O-vinyladipoyl sucrose, being lhe last three polymerizable. The progress of lhe reaction was monitored by HPLC analysis, through lhe decrease of sugar concentration in comparison to lhe blank. Qualitative analysis by TLC confirmed lhe formation of lhe products. In lhe purification step, two methodologies were adopted: (1) chromatographic column and (2) extraction with hot acetone. The acylation position and lhe chemical structure were determined by 13C-RMN. The polymerization of lhe three vinyl sugar esters was possible, through chemical catalysis, using H2O2 and K2S2O8 as initiators, at 60°C, for 24 hours. IR spectra of lhe monomers and respective polymers were compared revealing lhe disappearance of lhe vinyl group in lhe polymer spectra. The molar weights of lhe polymers were determined by GPC and presented lhe following results: poly (5-0-vinyladipoyl L-arabinose): Mw = 7.2 X 104; PD = 2.48; poly (6-0-vinyladipoyl D-glucose): Mw = 2.7 X 103; PD = 1.75 and poly (1'-O-vinyladipoyl sucrose): Mw = 4.2 X 104; PD = 6.57. The six sugar esters were submitted to superficial tension tests for determination of the critical micelle concentrations (CMC), which varied from 122 to 167 ppm. Finally, a study of applicability of these sugar esters, as lubricants for completion fluids of petroleum wells was' accomplished through comparative analysis of lhe efficiency of these sugar esters, in relation to three commercial lubricants. The products synthesized in this thesis presented equivalent or superior action to lhe tested commercial products

Utilização de probiótico na dieta de reprodutoras de matrinxã (Brycon amazonicus)

This study aimed to analyze of using a probiotic (Bacillus subtilis) in the diet of breeding matrinxa (Brycon amazonicus) taking into account the number of oocytes, fertilization rate, hatching and final biomass. The experiment was carried out from March to November 2008. Fifty animals with mean weight 2.35 +/- 0.31 kg and mean length 53.00 +/- 1.96 cm. Two treatments were used T(1) = control group and T(2) = 10 g probiotic kg(-1) food. The induced breeding was carried out with crude extract of carp pituitary. The result showed that the number of oocytes released, fertilization rate and hatching rates were 5%, 34% and 36% higher than control group. The final total biomass of the control group was 3.6% higher compared to animals treated with probiotic. Concluded that is viable to include Bacillus subtilis in diet of matrinxa for optimizing reproductive indicators.

Probiotic in feeding of juvenile matrinxã (Brycon amazonicus): economic viability

Objetivou-se analisar a viabilidade econômica do uso do probiótico Bacillus subtilis na alimentação de matrinxã Brycon amazonicus, em tanques-rede. O experimento foi conduzido no Polo Regional do Vale do Ribeira, no município de Pariquera-Açu, São Paulo, Brasil, entre fevereiro e julho de 2009. Foram avaliados 960 peixes juvenis, divididos em 12 tanques-rede de 2,7 m³ (1,5 x 1,5 x 1,2 m) em uma área total de 600 m², com profundidade média de 1,50 m. Os testes foram conduzidos com um tratamento testemunha (T1), duas doses de probiótico (T2 = 5 g e T3 = 10 g kg-1 de ração) e quatro repetições. Os resultados mostraram que o T2 proporcionou melhor desempenho zootécnico e econômico da matrinxã na fase de engorda no sistema intensivo de criação.

The bacterial chromosome segregation protein Spo0J spreads along DNA from parS nucleation sites

Regulation of chromosome inheritance is essential to ensure proper transmission of genetic information. To accomplish accurate genome segregation, cells organize their chromosomes and actively separate them prior to cytokinesis. In Bacillus subtilis the Spo0J protein is required for accurate chromosome segregation and it regulates the developmental switch from vegetative growth to sporulation. Spo0J is a DNA-binding protein that recognizes at least eight identified parS sites located near the origin of replication. As judged by fluorescence microscopy, Spo0J forms discrete foci associated with the oriC region of the chromosome throughout the cell cycle. In an attempt to determine the mechanisms utilized by Spo0J to facilitate productive chromosome segregation, we have investigated the DNA binding activity of Spo0J. In vivo we find Spo0J associates with several kilobases of DNA flanking its specific binding sites (parS) through a parS-dependent nucleation event that promotes lateral spreading of Spo0J along the chromosome. Using purified components we find that Spo0J has the ability to coat non-specific DNA substrates. These 'Spo0J domains' provide large structures near oriC that could potentially demark, organize or localize the origin region of the chromosome.

Avaliação do sistema conservante em formulação com extrato hidroalcóolico de schinus terebinthifolius raddi nacardiaceae

Schinus terebinthifolius Raddi is used in the treatment of skin and mucosal injuries, infections of respiratory, digestive and genitourinary systems. Currently one of the biggest problems faced for the industry of phytopharmaceuticals with regard to the quality of raw materials is the microbial contamination. The aim this study was to evaluate the antimicrobial action of the hidroalcoholic extract of aroeira, beyond testing the effectiveness of the preservative system in hidrogel to the base of this extract. The extracts were prepared by maceration in the ratio of 1:10 of solvent plant/with alcohol 40%. The methods for microbial count were pour plate and test for specific microorganisms, analyzing in third copy each one of the samples. The antimicrobial activity of aroeira extracts was performed using an agar diffusion method, using strains of S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, B. subtilis, C. albicans, C. tropicalis, C. krusei, C. guilliermondii, T. rubrum, M. gypseum, A. flavus and A. niger. The formula with aroeira was evaluated by the challenge test. This method consisted of artificial contamination the sample with separate inóculos of A. niger, C. albicans, E. coli e S. aureus aeruginosa and determinations of survivors for the method of counting for pour plate , during times 0, 24h, 48h, 7 days, 14 days, 21 days and 28 days. How much to the results, one verified that the extract of aroeira in the 13,5 concentration mg/mL presented antimicrobial activity for cepas of E. coli, B. subtilis, P. aeruginosa e S. aureus, producing inhibition zone, on average with 13 mm of diameter. However it did not present no fungi activity. The formula with aroeira containig both methylparaben and propylparaben showed a good efficacy in challenge test front to strains of A. niger, C. albicans, E. coli, S. aureus. The A criteria of European Pharmacopoeia, adopted in this work, was verified that this product revealed the good preservative efficacy for the challenge test, time interval of the 28 days. However, it is interesting to extend this study, in order to carry through the sped up stability and the test of shelf, to establish the validity of this formularization

Efeito do uso de probiótico sobre o desempenho e atividade de enzimas digestivas de frangos de corte

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Amylase utilization for the extrusion of dog diets

Effects of amylase addition on extruder parameters, cost of extrusion, kibble quality and digestibility of dog food were measured in two separate experiments. In experiment 1, 120 kilo-novo-alpha-amilase-unit (KNU)/kg of heat stable alpha-amylase produced by Bacillus licheniformis was added in liquid form during a preconditioning period. In experiment 23684 KNU/kg of heat stable alpha-amylase produced by Aspergillus oryzae was mixed with the ingredients before extrusion. The diets were processed in a single screw extruder and submitted to digestibility and on experiment 1 also to palatability tests. Digestibility was tested using 12 dogs, six per diet. Data were submitted to analysis of variance followed by F-test. Amylase addition altered extrusion parameters in both experiments (P<0.05), with higher output (kg of dry matter [DM]/h: 28% and 43% higher in experiments 1 and 2) and less electric energy consumption (kW to produce 100 kg DM: 22% and 29% lower in experiments 1 and 2). Kibble appearance and quality [density (g/L), cutting force (g), and starch gelatinization degree (%)] did not change with enzyme treatment (P>0.05). Likewise, enzyme addition did not change nutrient digestibility, fecal dry matter or food palatability (P<0.05). Taken together our results suggest that amylase promoted the breakdown of amylose chains, thereby reducing the dough viscosity and resistance inside the extruder which allowed for higher product flow and less electricity energy consumption without altering food quality. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

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

A queda prematura dos frutos cítricos (QPFC), causada por Colletotrichum acutatum, dados os grandes prejuízos que têm causado aos produtores, constitui-se numa doença de grande importância econômica. O controle da doença é feito predominantemente mediante uso de fungicidas, que eleva o custo de produção e afeta negativamente o meio ambiente. Diante disso, este trabalho teve por objetivo buscar um método alternativo de controle da QPFC, mediante o uso de agentes de biocontrole ou de biofertilizantes. Diferentes concentrações de biofertilizantes (originários de duas fontes distintas e denominados de Bio1 e Bio 2); três isolados de Bacillus subtilis (ACB-69; 72 e 77) e três isolados de Trichoderma spp. (ACB-14; 37 e 39) foram testados, isoladamente ou em combinação, sob condições de laboratório, quanto à capacidade inibitória da germinação de conídios de C. acutatum. Estudaram-se, ainda, a produção de metabólitos termoestáveis por B. subtilis e o efeito sobre a germinação do patógeno. Quinze isolados de B. subtilis foram testados quanto à capacidade de prevenir a infecção por C. acutatum em flores destacadas de lima- ácida 'Tahiti' e, no campo, foram instalados dois experimentos, visando a testar ACBs e biofertilizantes no controle da doença. Verificou-se que o isolado ACB-72 (B. subtilis) e ACB-37 (T. pseudokoningii) foram os que mais inibiram a germinação do patógeno. Quanto à produção de metabólitos termoestáveis, ACB-69 e 77 foram os mais eficientes em produzir substâncias antifúngicas, e em quantidades suficientes para inibirem a germinação do patógeno. A mistura dos quatro isolados de Bacillus (ACBs: 69; 72; 77 e AP3) foi o que apresentou maior porcentagem de inibição (73%). Os biofertilizantes (Bio1 e Bio2), em concentrações acima de 10% e, quando em associação com isolados de Trichoderma spp., promoveram maiores inibições na germinação de C. acutatum. em testes com flores destacadas, verificou-se que, onde foram aplicados os ACBs 69; 76; 74 e 77, as porcentagens de pétalas sem sintomas de infecção por C. acutatum foram de 83; 92; 92 e 97%, respectivamente. Mediante avaliações a campo, verificou-se a potencialidade de B. subtilis e de biofertilizantes em controlar a doença.