Utilização de bactérias ácido-lácticas isoladas do trato intestinal de tilápia-do-nilo como probiótico

O objetivo deste trabalho foi isolar bactérias ácido-lácticas do intestino de tilápias-do-nilo, e avaliar seu potencial probiótico. Foram isoladas cepas de bactérias ácido-lácticas, e foi avaliada a inibição aos patógenos in vitro. As cepas com os melhores resultados foram identificadas e utilizadas no experimento de colonização do trato intestinal de tilápias-do-nilo, via suplementação na dieta, em delineamento inteiramente ao acaso, com três tratamentos e quatro repetições. Foram avaliados: o total de bactérias, as bactérias ácido-lácticas, Vibrio ssp. e Pseudomonas ssp. A cepa com melhor resultado foi utilizada na infecção experimental, em delineamento inteiramente ao acaso, em esquema fatorial 2x3: dieta suplementada com a cepa e dieta-controle; e os peixes não submetidos à injeção, peixes submetidos à injeção de solução salina e à injeção de Enterococcus durans, com três repetições. Foram avaliados os parâmetros hematológicos. As duas cepas identificadas foram: Lactobacillus plantarum e Lactobacillus brevis, que colonizaram o trato intestinal de tilápias, contudo L. plantarum teve menor número total de bactérias e de Pseudomonas ssp. Foi observado maior número total de eritrócitos, trombócitos, leucócitos, linfócitos, neutrófilos e monócitos, em peixes alimentados com L. plantarum e submetidos à injeção de E. durans. O L. plantarum tem efeito probiótico e melhora o sistema imune das tilápias.

Manipulation of salicylate content in Arabidopsis thaliana by the expression of an engineered bacterial salicylate synthase.

Salicylic acid (SA) plays a central role as a signalling molecule involved in plant defense against microbial attack. Genetic manipulation of SA biosynthesis may therefore help to generate plants that are more disease-resistant. By fusing the two bacterial genes pchA and pchB from Pseudomonas aeruginosa, which encode isochorismate synthase and isochorismate pyruvate-lyase, respectively, we have engineered a novel hybrid enzyme with salicylate synthase (SAS) activity. The pchB-A fusion was expressed in Arabidopsis thaliana under the control of the constitutive cauliflower mosaic virus (CaMV) 35S promoter, with targeting of the gene product either to the cytosol (c-SAS plants) or to the chloroplast (p-SAS plants). In p-SAS plants, the amount of free and conjugated SA was increased more than 20-fold above wild type (WT) level, indicating that SAS is functional in Arabidopsis. P-SAS plants showed a strongly dwarfed phenotype and produced very few seeds. Dwarfism could be caused by the high SA levels per se or, perhaps more likely, by a depletion of the chorismate or isochorismate pools of the chloroplast. Targeting of SAS to the cytosol caused a slight increase in free SA and a significant threefold increase in conjugated SA, probably reflecting limited chorismate availability in this compartment. Although this modest increase in total SA content did not strongly induce the resistance marker PR-1, it resulted nevertheless in enhanced disease resistance towards a virulent isolate of Peronospora parasitica. Increased resistance of c-SAS lines was paralleled with reduced seed production. Taken together, these results illustrate that SAS is a potent tool for the manipulation of SA levels in plants.

The clc element and related genomic islands in Proteobacteria

Genomic islands are large DNA segments, present in most bacterial genome, that are acquired via horizontal gene transfer and contribute to the rapid bacterial evolution and adaptation of the host cell. Here we focus on the clc element (or ICEclc), a 103‑kb genomic island first discovered in Pseudomonas knackmussii B13, as a model of this diverse group of mobile genetic elements. ICEclc is normally integrated in the host bacterial chromosome but can excise and transfer to a new host by conjugation. In this chapter we review the basic features of ICEclc, the mechanisms of its life‑style as well as evolutionary relationships with other known and unknown elements in a variety of Proteobacteria.

Diversidade e potencial biotecnológico da comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja

O objetivo deste trabalho foi isolar, caracterizar e identificar a comunidade bacteriana endofítica de sementes de soja e avaliar o seu potencial biotecnológico. Foram utilizadas sementes de 12 cultivares de soja. Os isolados bacterianos endofíticos obtidos foram avaliados in vitro quanto ao antagonismo a fungos fitopatogênicos, síntese de ácido indolacético (AIA) e solubilização de fosfato. A caracterização foi realizada com técnicas de isolamento, análise de restrição do DNA ribossomal amplificado (ARDRA) e sequenciamento parcial do gene 16S rDNA. Os isolados com maior potencial biotecnológico foram inoculados em sementes de soja, para se avaliar a capacidade de promoção de crescimento de plantas. Foi possível identificar 12 ribótipos por meio da ARDRA, que foram classificados como: Acinetobacter, Bacillus, Brevibacterium, Chryseobacterium, Citrobacter, Curtobacterium, Enterobacter, Methylobacterium, Microbacterium, Micromonospora, Pantoea, Paenibacillus, Pseudomonas, Ochrobactrum, Streptomyces e Tsukamurella. Quanto ao potencial biotecnológico da comunidade, 18% dos isolados controlaram o crescimento de fungos fitopatogênicos, 100% produziram AIA, e 39% solubilizaram fosfato. O isolado 67A(57) de Enterobacter sp. aumentou significativamente a massa de matéria seca da raiz. A inoculação de isolados com elevado potencial biotecnológico em avaliações in vitro não promoveu o crescimento de plantas de soja na maioria dos casos.

Current knowledge on the Ralstonia solanacearum type III secretion system

R. solanacearum was ranked in a recent survey the second most important bacterial plant pathogen, following the widely used research model Pseudomonas syringae (Mansfield et al., 2012). The main reason is that bacterial wilt caused by R. solanacearum is the world"s most devastating bacterial plant disease (http://faostat.fao.org), threatening food safety in tropical and subtropical agriculture, especially in China, Bangladesh, Bolivia and Uganda (Martin and French, 1985). This is due to the unusually wide host range of the bacterium, its high persistence and because resistant crop varieties are unavailable. In addition, R. solanacearum has been established as a model bacterium for plant pathology thanks to pioneering molecular and genomic studies (Boucher et al., 1985; Cunnac et al., 2004b; Mukaihara et al., 2010; Occhialini et al., 2005; Salanoubat et al., 2002). As for many bacterial pathogens, the main virulence determinant in R. solanacearum is the type III secretion system (T3SS) (Boucher et al., 1994), which injects a number of effector proteins into plant cells causing disease in hosts or an hypersensitive response in resistant plants. In this article we discuss the current state in the study of the R. solanacearum T3SS, stressing the latest findings and future perspectives.

Virulent bacterial infection improves aversive learning performance in Drosophila melanogaster.

Virulent infections are expected to impair learning ability, either as a direct consequence of stressed physiological state or as an adaptive response that minimizes diversion of energy from immune defense. This prediction has been well supported for mammals and bees. Here, we report an opposite result in Drosophila melanogaster. Using an odor-mechanical shock conditioning paradigm, we found that intestinal infection with bacterial pathogens Pseudomonas entomophila or Erwinia c. carotovora improved flies' learning performance after a 1h retention interval. Infection with P. entomophila (but not E. c. carotovora) also improved learning performance after 5 min retention. No effect on learning performance was detected for intestinal infections with an avirulent GacA mutant of P. entomophila or for virulent systemic (hemocoel) infection with E. c. carotovora. Assays of unconditioned responses to odorants and shock do not support a major role for changes in general responsiveness to stimuli in explaining the changes in learning performance, although differences in their specific salience for learning cannot be excluded. Our results demonstrate that the effects of pathogens on learning performance in insects are less predictable than suggested by previous studies, and support the notion that immune stress can sometimes boost cognitive abilities.

Fruit flies learn to avoid odours associated with virulent infection.

While learning to avoid toxic food is common in mammals and occurs in some insects, learning to avoid cues associated with infectious pathogens has received little attention. We demonstrate that Drosophila melanogaster show olfactory learning in response to infection with their virulent intestinal pathogen Pseudomonas entomophila. This pathogen was not aversive to taste when added to food. Nonetheless, flies exposed for 3 h to food laced with P. entomophila, and scented with an odorant, became subsequently less likely to choose this odorant than flies exposed to pathogen-laced food scented with another odorant. No such effect occurred after an otherwise identical treatment with an avirulent mutant of P. entomophila, indicating that the response is mediated by pathogen virulence. These results demonstrate that a virulent pathogen infection can act as an aversive unconditioned stimulus which flies can associate with food odours, and thus become less attracted to pathogen-contaminated food.

Oral insecticidal activity of plant-associated pseudomonads.

Biocontrol pseudomonads are most known to protect plants from fungal diseases and to increase plant yield, while intriguing aspects on insecticidal activity have been discovered only recently. Here, we demonstrate that Fit toxin producing pseudomonads, in contrast to a naturally Fit-deficient strain, exhibit potent oral activity against larvae of Spodoptera littoralis, Heliothis virescens and Plutella xylostella, all major insect pests of agricultural crops. Spraying plant leaves with suspensions containing only 1000 Pseudomonas cells per ml was sufficient to kill 70-80% of Spodoptera and Heliothis larvae. Monitoring survival kinetics and bacterial titres in parallel, we demonstrate that Pseudomonas fluorescens CHA0 and Pseudomonas chlororaphis PCL1391, two bacteria harbouring the Fit gene cluster colonize and kill insects via oral infection. Using Fit mutants of CHA0 and PCL1391, we show that production of the Fit toxin contributes substantially to oral insecticidal activity. Furthermore, the global regulator GacA is required for full insecticidal activity. Our findings demonstrate the lethal oral activity of two root-colonizing pseudomonads so far known as potent antagonists of fungal plant pathogens. This adds insecticidal activity to the existing biocontrol repertoire of these bacteria and opens new perspectives for applications in crop pest control and in research on their ecological behaviour.

Biocontrole da queima-das-bainhas e do nematoide-das-galhas e promoção de crescimento de plantas de arroz por rizobactérias

O objetivo deste trabalho foi avaliar a compatibilidade entre rizobactérias biocontroladoras pré-selecionadas e o efeito de suas combinações sobre a queima-das-bainhas (Rhizoctonia solani), a meloidoginose (Meloidogyne graminicola) e a promoção de crescimento de plantas de arroz. A compatibilidade foi determinada pela antibiose. O efeito das combinações de isolados foi avaliado por microbiolização de sementes de arroz, cultivar El Paso L144, com suspensões das rizobactérias DFs185 (Pseudomonas synxantha), DFs223 (P. fluorescens), DFs306 (ainda não identificada), DFs416 e DFs418 (Bacillus sp.). Essas rizobactérias foram usadas isoladamente ou combinadas em arranjos de dois, três e quatro isolados. O isolado DFs223 não foi combinado com nenhum outro por ser incompatível com os demais isolados. Cinco combinações de rizobactérias (DFs185/418, DFs306/416, DFs306/418, DFs416/418, DFs185/306/418) e o isolado DFs306 destacaram-se por reduzir a reprodução de M. graminicola e promover o crescimento das plantas. A combinação DFs185/306 apresentou os melhores resultados quanto ao controle de R. solani e à promoção de crescimento. A combinação DFs306/416 proporcionou os melhores resultados para o controle das duas doenças.

Controle biológico da podridão radicular e promoção de crescimento em pepino hidropônico com microrganismos de manguezais

O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de microrganismos de manguezais para controlar a podridão radicular causada por Pythium aphanidermatum e para promover o crescimento em pepino hidropônico (Cucumis sativus). Avaliaram-se 19 microrganismos quanto ao controle da doença em mini-hidroponia. Os microrganismos mais promissores para esse fim - Gordonia rubripertincta SO-3B-2 e a mistura dos isolados G. rubripertincta SO-3B-2, MB-P3A-49, MB-P3-C68 e SO-3L-3, de Pseudomonas stutzeri, e Bacillus cereus AVIC-3-6 - foram, posteriormente, testados quanto à promoção de crescimento do pepineiro, em casa de vegetação. Microrganismos de manguezais podem ter importância funcional no controle biológico da podridão radicular causada por P. aphanidermatum e na promoção do crescimento do pepineiro cultivado em hidroponia. Os microrganismos G. rubripertincta SO-3B-2 e P. stutzeri MB-P3A-49 são promissores na promoção do crescimento das plantas não infestadas com o patógeno.

Signal transduction in plant-beneficial rhizobacteria with biocontrol properties.

Biological control of root pathogens--mostly fungi--can be achieved by the introduction of selected bacterial inoculants acting as 'biopesticides'. Successful inoculants have been identified among Gram-negative and Gram-positive bacteria, often belonging to Pseudomonas spp. and Bacillus spp., respectively. Biocontrol activity of a model rhizobacterium, P. fluorescens CHAO, depends to a considerable extent on the synthesis of extracellular antimicrobial secondary metabolites and exoenzymes, thought to antagonize the pathogenicity of a variety of phytopathogenic fungi. The regulation of exoproduct formation in P. fluorescens (as well as in other bacteria) depends essentially on the GacS/GacA two-component system, which activates a largely unknown signal transduction pathway. However, recent evidence indicates that GacS/GacA control has a major impact on target gene expression at a post-transcriptional level, involving an mRNA target sequence (typically near the ribosome binding site), two RNA binding proteins (designated RsmA and RsmE), and a regulatory RNA (RsmZ) capable of binding RsmA. The expression and activity of the regulatory system is stimulated by at least one low-molecular-weight signal. The timing and specificity of this switch from primary to secondary metabolism are essential for effective biocontrol.

Integração de dados em estudos de diversidade genética de tomateiro

O objetivo deste trabalho foi integrar dados de caracteres quantitativos, multicategóricos, moleculares e fitopatológicos para a avaliação da diversidade genética de subamostras de tomateiro do Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH-UFV). Foram utilizados dados de 67 subamostras de tomateiro do BGH-UFV, caracterizadas quanto a 19 caracteres quantitativos, 30 multicategóricos, 52 locos ISSR e à reação a três patógenos (Alternaria solani, Pseudomonas syringae pv. tomato e Tomato yellow spot virus). Inicialmente, a avaliação da diversidade entre as subamostras foi realizada para cada conjunto de caracteres individualmente, e indicou que a diversidade baseada em qualquer um dos conjuntos de dados não reflete a diversidade dos demais. Para a integração dos dados, codificaram-se os de natureza quantitativa em multicategóricos, por meio de cinco estratégias diferentes. A estratégia de divisão equitativa da amplitude dos dados em três classes foi a mais indicada, com correlação de 0,78 entre as matrizes de dissimilaridade dos dados codificados e originais. A análise de diversidade genética a partir da integração dos dados resultou em grupos com maior correspondência às origens das subamostras de tomateiro avaliadas, o que indica que a integração de dados de diferentes naturezas pode ser realizada com êxito pela conversão dos dados quantitativos em multicategóricos.

Biocontrole da mancha-angular do feijoeiro por antagonistas bacterianos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de isolados de Bacillus cereus e Pseudomonas putida sobre a severidade da mancha-angular do feijoeiro, em condições de campo. Quatro experimentos foram conduzidos em épocas favoráveis à mancha-angular (Pseudocercospora griseola), com as cultivares Pérola e Ouro Negro. Os experimentos foram realizados em delineamento de blocos ao acaso, com seis repetições. Os tratamentos foram pulverizações sobre as plantas com três estirpes de B. cereus (UFV-172, UFV-101 e UFV-75) e duas estirpes de P. putida (UFV-53 e UFV-Pp), acibenzolar-S-metil, fungicida clorotalonil e controle pulverizado com água, no total de oito tratamentos. Os tratamentos foram aplicados por atomização no filoplano de plantas de feijoeiro, semanalmente, a partir do 15º dia após a emergência até o fim do ensaio. Calculou-se a área abaixo da curva de progresso da mancha-angular do feijoeiro; a doença ocorreu naturalmente. A produção foi avaliada pela massa média de sementes por planta. Os antagonistas foram eficientes em reduzir a severidade da doença, em comparação à testemunha, e obtiveram o mesmo nível de controle do tratamento químico. O menor índice de severidade da doença propiciou melhor produção do que o tratamento controle.

Adult native septic arthritis: a review of 10 years of experience and lessons for empirical antibiotic therapy.

Objectives To review the epidemiology of native septic arthritis to establish local guidelines for empirical antibiotic therapy as part of an antibiotic stewardship programme. Methods We conducted a 10 year retrospective study based on positive synovial fluid cultures and discharge diagnosis of septic arthritis in adult patients. Microbiology results and medical records were reviewed. Results Between 1999 and 2008, we identified 233 episodes of septic arthritis. The predominant causative pathogens were methicillin-susceptible Staphylococcus aureus (MSSA) and streptococci (respectively, 44.6% and 14.2% of cases). Only 11 cases (4.7%) of methicillin-resistant S. aureus (MRSA) arthritis were diagnosed, among which 5 (45.5%) occurred in known carriers. For large-joint infections, amoxicillin/clavulanate or cefuroxime would have been appropriate in 84.5% of cases. MRSA and Mycobacterium tuberculosis would have been the most frequent pathogens that would not have been covered. In contrast, amoxicillin/clavulanate would have been appropriate for only 75.3% of small-joint infections (82.6% if diabetics are excluded). MRSA and Pseudomonas aeruginosa would have been the main pathogens not covered. Piperacillin/tazobactam would have been appropriate in 93.8% of cases (P < 0.01 versus amoxicillin/clavulanate). This statistically significant advantage is lost after exclusion of diabetics (P = 0.19). Conclusions Amoxicillin/clavulanate or cefuroxime would be adequate for empirical coverage of large-joint septic arthritis in our area. A broad-spectrum antibiotic would be significantly superior for small-joint infections in diabetics. Systematic coverage of MRSA is not justified, but should be considered for known carriers. These recommendations are applicable to our local setting. They might also apply to hospitals sharing the same epidemiology.