Differentiation of Acidithiobacillus ferrooxidans and A-thiooxidans strains based on 16S-23S rDNA spacer polymorphism analysis

Restriction fragment length polymorphism (RFLP) and sequence analyses of the PCR-amplified 16S-23S rDNA intergenic spacer (ITS) were used for differentiating Acidithiobacillus thiooxidans strains from other related acidithiobacilli, including A. ferrooxidans and A. caldus. RFLP fingerprints obtained with AluI, DdeI, HaeIII, HinfI and MspI enabled the differentiation of all Acidithiobacillus reference strains into species groups. The A. thiooxidans strains investigated (metal mine isolates) yielded identical RFLP patterns to the A. thiooxidans type strain (ATCC 19377(T)), except for strain DAMS, which had a distinct pattern for all enzymes tested. Fourteen A. ferrooxidans mine strains were assigned to 3 RFLP groups, the majority of which were grouped with A. ferrooxidans ATCC 23270(T). The spacer region of one representative strain from each of the RFLP groups obtained was subjected to sequence analysis, in addition to eleven additional A. thiooxidans strains isolated from sediment and water samples, and A. caldus DSM 8584(T). The tRNA(IIe) and tRNA(Ala) genes, present in all strains analyzed, showed high sequence similarity. Phylogenetic analysis of the ITS sequences differentiated all three Acidithiobacillus species. Inter- and infraspecific genetic variations detected were mainly due to the size and sequence polymorphism of the ITS3 region. Mantel tests showed no significant correlation between ITS sequence similarity and the geographical origin of strains. The results showed that the 16S-23S rDNA spacer region is a useful target for the development of molecular-based methods aimed at the detection, rapid differentiation and identification of acidithiobacilli. (C) 2004 Elsevier SAS. All rights reserved.

Diagnosis of canine brucellosis: Comparison between serological and microbiological tests and a PCR based on primers to 16S-23S rDNA interspacer

A pair of primers directed to 16S-23S rDNA interspacer (ITS) was designed directed to Brucella genetic sequences in order to develop a polymerase chain reaction (PCR) putatively capable of amplifying DNA from any Brucella species. Nucleic acid extracts from whole-blood from naive dogs were spiked with decreasing amounts of Brucella canis RM6/66 DNA and the resulting solutions were tested by PCR. In addition, the ability of PCR to amplify Brucella spp. genetic sequences from naturally infected dogs was evaluated using 210 whole-blood samples of dogs from 19 kennels. The whole-blood samples collected were subjected to blood culture and PCR. Serodiagnosis was performed using the rapid slide agglutination test with and without 2-mercaptoethanol. The DNA from whole blood was extracted using proteinase-K, sodium dodecyl sulphate and cetyl trimethyl ammonium bromide followed by phenol-chloroform purification. The PCR was capable of detecting as little as 3.8 fg of Brucella DNA mixed with 450 ng of host DNA. Theoretically, 3.8 fg of Brucella DNA represents the total genomic mass of fewer than two bacterial cells. The PCR diagnostic sensitivity and specificity were 100%. From the results observed in the present study, we conclude that PCR could be used as confirmatory test for diagnosis of B. canis infection.

Análise filogenética de linhagens de Xylella fastidiosa de diferentes hospedeiros baseada na sequencia da região intergênica 16S-23S rDNA

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Celular e Molecular) - IBRC

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性对柠条生态系统功能的影响

生物多样性科学（BiodiversityScience）的国际规划提出生物多样性对生态系统功能的影响是整个研究计划五大核心的核心.生物多样性包括遗传、物种和生态系统三个水平,其中遗传多样性是其它两个水平多样性的基础和最终来源.该文在实验室多年研究毛乌素沙地柠条遗传多样性的基础上,分别从表型（生理生化）、蛋白质、同工酶以及遗传型（rDNA）水平探讨中间锦鸡儿根瘤菌的遗传多样性,并模拟沙地生境,建立人工共生体系,以期发现最有效的共生伙伴关系,这不仅有得提高毛乌素地区农牧业产量,更重要的是在当今沙尘暴肆虐的情况下,发挥柠条防风固沙的能力具有现实意义. 1.毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性(1)全细胞可溶性蛋白质谱将供试中间锦鸡儿根瘤菌菌株分为两大类群，其中硬梁覆沙地菌株GH72不同于来自沙丘顶部和底部的菌株，而且中间锦鸡儿根瘤菌独立于参比菌株。酯酶同工酶谱分析表明，中间锦鸡儿根瘤菌与参比菌株仅存在一个等位酶位点差异，其余等位点与参菌株共享，因此，酯酶同工酶反映出中间锦鸡儿根瘤菌的异质性。(2)16SrDNA部分序列与16S-23S rDNA IGS结果表明，所有供试菌株扩增产物均较前人报道的分子量偏高。经16S rDNA PCR-RFLP分析，中间锦鸡儿根瘤菌共形成12种基因型，表现出丰富的遗传多样性，其中属于基因型2的菌株占42.4%。代表菌株GH33 16S rDNA全序列结果显示，与已知的快生型根瘤菌同源性在95%以上。(3）中间锦鸡儿根瘤菌生理生化反应特性B．T．B实验证明所有中间锦鸡儿根瘤菌均产酸，符合快生型根瘤菌的特征．唯一碳源测试显示，95%中间锦鸡儿根瘤菌不利用淀粉，33%菌株不利用乳糖，对其他测试碳源不具有选择性。检洲在不同盐离子浓度、不同酸性梯度以及不同温度条件下菌株生长状况，发现毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌具极强的耐盐性．53.8%的菌株可以在9%NaCl的YMA培养基生长．75%的菌株在pH4．O和pHl0,0 环境中仍能生长，66.7%菌株在60℃处理1 0min后仍具有生活力。体现出对于干旱沙地的适应。 2．不同实验共生系统中植物和根瘤菌对生态系统功能的影响14株根瘤菌分与三个柠条种（小叶锦鸡儿，中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿）回接，用土壤上覆沙模拟毛乌索沙地景观生态条件，以多石砾贫瘠土壤为对照，比较不同基因型柠条与根瘤菌人工共生体的长和结瘤与生境的关系，初步证明根瘤菌很可能是该生态系统的关键种。寄主植物与共生根瘤菌的遗传多样性对生态系统功能的影响与生态环境有关。实验还表明，选择适当的共生组合对于防治沙漠化有很大潜力。3．银染变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测RAPD遗传模式以85株小钻杨F2代为材料，用本实验室改良的银染变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测RAPD遗传模式。结果表明，仅用9个引物共扩增到399个位点，其中98个位点表现为多态性，卡方测验显示，79个多态位点符合经典的孟德尔遗传(3：1)，占多态位点80.6%。这种改良的检测RAPD标记的方法必将推动RAPD标汜构建连锁图谱的进程。

Anàlisi polifàsica de soques de "Pseudomonas fluorescens" potencials agents de biocontrol de malalties de fruiters

Molts bacteris del grup fluorescent del gènere Pseudomonas són capaços de controlar malalties de les plantes causades per fongs i bacteris fitopatògens (ACBs) o mostren activitat com a bacteris promotors del creixement de les plantes (BPCPs). S'han descrit diversos metabòlits que intervenen de manera important en la seva activitat com a ACBs i BPCPs entre els quals en destaquen el 2,4-diacetilfloroglucinol (Phl), àcid fenazin-1-carboxílic (PCA), Pirrolnitrina (Prn), àcid cianhídric (HCN), àcid 3-indolacètic (IAA), sideròfors i quitinases. L'objectiu principal del nostre treball ha estat la comparació de les característiques d'un grup de Pseudomonas del grup fluorescent utilitzant una aproximació polifàsica amb la finalitat d'establir possibles relacions entre algunes de les característiques i la capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Atesa la importància en el biocontrol de la producció de metabòlits com Phl, PCA i Prn, l'objectiu preliminar ha estat la recerca i obtenció de soques productores d'aquests metabòlits. Per assolir aquest objectiu s'ha emprat una aproximació molecular basada en la detecció dels gens biosintètics implicats en la seva producció en lloc de la detecció directa dels metabòlits per evitar els efectes que poden tenir les condicions de cultiu en la inducció o repressió de la seva síntesi. S'han realitzat diferents protocols basats (i) en la cerca assistida de productors mitjançant l'ús de marcadors fenotípics i posterior confirmació per PCR i, (ii) en l'ús de la PCR per a la detecció dels gens directament dels extractes bacterians, d'enriquiments d'aquests extractes i la realització de la hibridació en colònies per al posterior aïllament. La cerca assistida de productors de Phl mitjançant marcadors fenotípics i posteriorment la utilització de tècniques moleculars (amplificació per PCR del gen phlD), ha estat el millor mètode en el tipus de mostres processades en el nostre treball, on la proporció de productors és relativament baixa. En total s'han aïllat a partir de diversos ambients 4 soques portadores dels gens de la síntesi de PCA, 15 de Phl i 1 de Prn. S'ha constituït una col·lecció de 72 soques de Pseudomonas del grup fluorescent que inclou 18 aïllats propis portadors dels gens biosintètics necessaris per la producció de Phl PCA i Prn; 6 soques de referència procedents de col·leccions de cultius tipus, 14 soques productores dels diferents antibiòtics cedides per altres investigadors i una selecció de 34 soques procedents d'un treball previ realitzat en el nostre grup de recerca. A la col·lecció s'hi troben soques candidates a ACB i BPCP de diverses malalties i plantes. Les 72 soques s'han caracteritzat fenotípica i genotípicament. La caracterització fenotípica s'ha portat a terme mitjançant la identificació a nivell d'espècie amb galeries API 20NE i proves bioquímiques específiques; la producció de metabòlits com PCA, Phl, Prn, IAA, HCN, quitinases i sideròfors mitjançant l'ús de diferents tècniques; antagonisme in vitro en diversos medis enfront dos fongs (Stemphylium vesicarium i Penicillium expansum) i tres bacteris fitopatògens (Erwinia amylovora, Pseudomonas syringae pv. syringae i Xanthomonas arboricola pv. juglandis); l'eficàcia de la inhibició de la infecció en bioassaigs in vivo sobre material vegetal enfront els fongs P. expansum en poma i S. vesicarium en fulles de perera i enfront el bacteri E. amylovora en fruits immadurs de perera i, finalment, en assaigs de promoció de creixement en dos portaempelts comercials de Prunus. Cal destacar que P. expansum causa la podridura blava en pomes i peres en postcollita, S. vesicarium la taca bruna de la perera i E. amylovora el foc bacterià de les rosàcies. El nombre de soques de Pseudomonas, sobre el total de les 72 estudiades, productores d'IAA (4) i quitinases (6) és baix, mentre que és elevat en el cas del HCN (32), que a més està associat a la producció de Phl. Els resultats obtinguts en l'antagonisme in vitro han mostrat en el cas dels bacteris que és dependent del patogen indicador i del medi de cultiu. La presència o absència de ferro no sembla ser un factor que potencií l'antagonisme. En el cas dels fongs no s'ha observat però, influència del medi de cultiu emprat. En el total de 72 soques s'ha observat un percentatge baix de soques que manifesten antagonisme en tots els medis assajats vers 3 o 4 dels patògens (7). Solament 2 d'aquestes 7 soques han mostrat ser també efectives en bioassaigs d'inhibició de les infeccions causades per 2 dels 3 patògens assajats. Algunes de les soques efectives en els bioassaigs no són antagonistes in vitro en cap dels medis assajats enfront el mateix patogen. En el cas de la promoció del creixement, s'han observat més soques promotores del creixement del portaempelts de prunera Marianna 2624 que no en l'híbrid de presseguer-ametller GF677 i les eficàcies assolides són també majors en el cas de Marianna 2624, detectant una elevada especificitat soca/portaempelts La caracterització genotípica s'ha realitzat mitjançant l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de restricció de DNA ribosomal (RFLP-rDNA) i l'anàlisi dels polimorfismes en la longitud dels fragments de macrorestricció genòmica de DNA cromosòmic separats per electroforesi en camp polsant (MRFLP-PFGE). Ambdues anàlisis van mostrar una gran heterogeneïtat genètica entre les soques caracteritzades i no s'ha pogut relacionar les agrupacions obtingudes amb les característiques fenotípiques o capacitat d'actuar com a ACB o BPCP. Els patrons de macrorestricció genòmica (MRFLP-PFGE) del bacteri model P. fluorescens EPS288 són estables en el temps i independents de les condicions de cultiu assajades al laboratori o en mostres naturals, mostrant ser una tècnica eficaç en la identificació de reaïllats de mostres naturals inoculades prèviament amb el bacteri. Una selecció de soques que comparteixen el fet de produir floroglucinol s'han caracteritzat mitjançant RFLP i seqüenciació del gen phlD. S'ha establert una relació entre les agrupacions obtingudes en les anàlisis RFLP-rDNA, RFLP-phlD i les seqüències del gen. En l'anàlisi filogenètica de les seqüències del gen phlD s'ha observat un elevat grau de polimorfisme obtenint-se 3 agrupacions principals. Les agrupacions semblen relacionar-se amb els patrons de producció de metabòlits (Phl, HCN i Prn en una primera agrupació; Phl i HCN en la segona i solament Phl en la tercera), però aquestes no s'han pogut relacionar amb l'origen geogràfic de les soques o la seva activitat com a ACBs i/o BPCP. Amb les dades obtingudes de la caracterització fenotípica i genotípica s'ha realitzat una anàlisi multivariant (correspondències, correlacions d'Spearman i de freqüències amb variables categòriques). S'ha demostrat la importància de disposar d'una tècnica que permeti depurar una col·lecció de soques descartant les soques genèticament idèntiques, ja que influeixen en els resultats de les anàlisis. Pels tres patògens assajats com a indicadors i els dos portaempelts emprats, no s'ha observat cap correlació entre la inhibició de la infecció o la promoció del creixement amb les característiques fenotípiques i genotípiques de les soques que fos significatiu i consistent en les tres tècniques emprades.

Estudio de las comunidades microbianas de embutidos fermentados ligeramente acidificados mediante técnicas moleculares. Estandarización, seguridad y mejora tecnológica.

Los embutidos fermentados ligeramente acidificados son un grupo de productos tradicionales mediterráneos, caracterizados por un pH superior a 5,3. Para un control eficiente de la seguridad microbiológica de los embutidos se necesitan técnicas rápidas para la identificación y recuento de los microorganismos patógenos a estudiar. En el presente trabajo, se desarrolló una técnica para la enumeración de L. monocytogenes que combinó el método del número más probable y la identificación mediante PCR específica. Para la detección de Salmonella spp. y L. monocytogenes se desarrolló un sistema de PCR-multiplex que permitió la identificación de ambos patógenos de forma simultánea en una sola reacción. El estudio de la calidad microbiológica de los embutidos fermentados ligeramente acidificados se completó con la caracterización de las comunidades microbianas más importantes en estos productos. Se identificaron a nivel de especie los aislados de bacterias del ácido láctico (BAL), de enterococos y de cocos gram-positivos catalasa-positivos (CGC+). Posteriormente se realizó una tipificación molecular de los mismos mediante RAPD y análisis del perfil plasmídico y se estudiaron las principales características de interés higiénico-sanitario y tecnológico de las cepas. Mediante PCR se identificó Lactobacillus sakei como la especie predominante (74%), seguida por Lactobacillus curvatus (21,2%). La actividad aminoácido-descarboxilasa se asoció a la especie L. curvatus (el 66% de los aislados presentaron esta actividad). La identificación de los enterococos se realizó mediante PCR-multiplex y por secuenciación del gen sodA. Enterococcus faecium fue la especie de enterococos predominante (51,9%) seguida por Enterococcus faecalis (14,2%). Todas las cepas de E. faecalis presentaron genes asociados a factores de virulencia. E. faecalis presentó mayor resistencia a antibióticos que el resto de las especies de enterococos estudiadas. Tan sólo una cepa de E. faecium presentó el genotipo vanA (que confiere resistencia de alto nivel a la vancomicina). La identificación de los aislados de CGC+ (mediante PCR específica y amplificación de la región intergénica 16S-23S ARNr) demostró que Staphylococcus xylosus es la especie predominante en los embutidos fermentados ligeramente acidificados (80,8%). La amina biógena más común en los CGC+ fue la feniletilamina, producida por un 10,8% de aislados. Un pequeño porcentaje de aislados fueron mecA+ (4,6%), presentando además resistencia a múltiples antibióticos. El potencial enterotoxigénico de las cepas de CGC+ fue muy reducido (3,3% de los aislados), detectándose únicamente el gen entC. El estudio pormenorizado de las comunidades bacterianas de interés permitió la selección de 2 cepas de L. sakei y 2 cepas de S. xylosus con características tecnológicas e higiénico-sanitarias óptimas. Para evaluar su efectividad como cultivos iniciadores se elaboraron dos tipos de embutidos ligeramente ácidos, chorizo y fuet, inoculados con microorganismos patógenos (Salmonella spp., L. monocytogenes y S. aureus). El uso de cultivos iniciadores permitió el control de L. monocytogenes, Enterobacteriaceae y Enterococcus así como del contenido en aminas biógenas. Los recuentos de Salmonella spp. disminuyeron de forma significante durante la maduración de los embutidos, independientemente del uso de cultivos iniciadores. El uso del tratamiento de alta presión (400 MPa) en los embutidos madurados consiguió la ausencia de Salmonella spp. en los lotes tratados.

Diagnóstico laboratorial de Mycobacterium spp. em Botucatu e região, utilizando a técnica Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) em material biológico e avaliação de condições associadas

Pós-graduação em Saúde Coletiva - FMB

Entwicklung und Anwendung molekularbiologischer Methoden zur Art- und Stamm-Identifizierung pro- und eukaryotischer Organismen

Das Wachstum von Milchsäurebakterien-Arten der Gattungen Lactobacillus, Pediococcus und Leuconostoc während der Weinfermentation kann durch die Bildung verschiedener Stoffwechselprodukte zu Weinfehlern führen. Um rechtzeitig Gegenmaßnahmen ergreifen zu können und einem Weinverderb vorzubeugen, bedarf es geeigneter Identifizierungsmethoden. Klassische mikrobiologische Methoden reichen oft nicht aus, um Mikroorganismen auf Art- und Stammniveau gezielt zu identifizieren. Wegen ihrer schnellen Durchführbarkeit und Zuverlässigkeit sind molekularbiologische Identifizierungsmethoden zur Kontrolle der mikrobiellen Flora während der Lebensmittelfermentierung in der heutigen Zeit unabdingbar. In der vorliegenden Forschungsarbeit wurden die 23S rRNA-Gensequenzen von neun Pediococcus-Typstämmen sequenziert, analysiert und phylogenetische Analysen durchgeführt. Zur Art-Identifizierung der Pediokokken wurden PCR-Primer generiert und ein Multiplex PCR System entwickelt, mit dem alle typischen Arten simultan in einer Reaktion nachgewiesen werden konnten. Die Ergebnisse der Multiplex PCR-Identifizierung von 62 Pediococcus-Stämmen aus Kulturensammlungen und 47 neu isolierten Stämmen aus Wein zeigten, dass einige Stämme unter falschen Artnamen hinterlegt waren, und dass P. parvulus im Weinanbaugebiet Rheinhessen weit verbreitet war. Die Fähigkeit der Pediococcus-Stämme zur Exopolysaccharid-Synthese wurde durch den Nachweis zweier Gene überprüft. Auf Basis der 23S rDNA-Sequenzen wurden rRNA-Sekundärstrukturen mit der neu entwickelten Software Structure Star generiert, die zum Auffinden von Zielbereichen für fluoreszenzmarkierte DNA-Sonden geeignet waren. Die Sequenzunterschiede zwischen den Pediococcus-Arten reichten aus, um zwei Gruppen durch Fluoreszenz in situ Hybridisierung differenzieren zu können. Die Verwendung unmarkierter Helfer-sonden verbesserte die Zugänglichkeit der Sonden an die rRNA, wodurch das Fluoreszenz-Signal verstärkt wurde. Um Milchsäurebakterien durch Denaturierende Gradienten Gel Elektrophorese differenzieren zu können, wurden Primer entwickelt, mit denen ein hochvariabler 23S rDNA-Bereich amplifiziert werden konnte. Die Nested Specifically Amplified Polymorphic DNA (nSAPD)-PCR wurde in der vorliegenden Arbeit zur Art- und Stamm-Differenzierung pro- und eukaryotischer Organismen angewandt. Es wurden vor allem weinrelevante Milchsäurebakterien der Gattungen Oenococcus, Lactobacillus, Pediococcus und Leuconostoc und Hefen der Gattungen Dekkera / Brettanomyces und Saccharomyces untersucht. Die Cluster-Analyse der Pediococcus-Typstämme führte zu einer unterschiedlichen Baum-Topologie im Vergleich zum phylogenetischen 23S rDNA-Stammbaum. Die Verwandtschaftsverhältnisse der untersuchten O. oeni-Stämme aus Starterkulturen konnten in Bezug auf eine frühere Cluster-Analyse reproduziert werden. Die Untersuchung von 40 B. bruxellensis-Stämmen aus rheinhessischen Weinproben zeigte eine Gruppierung der Stämme gemäß dem Ort der Probennahme. Beim Vergleich der Verwandtschaftsverhältnisse von Stämmen der Arten P. parvulus und B. bruxellensis, die aus denselben Weinproben isoliert wurden, konnte eine hohe Übereinstimmung der beiden Baum-Topologien beobachtet werden. Anhand der SAPD-PCR Untersuchung von Sekthefen aus Starterkulturen konnten alle Stämme der Art S. cerevisiae zugeordnet werden. Die nSAPD-PCR war darüber hinaus geeignet, um höhere Eukaryoten wie Weinreben zu differenzieren und es konnten die Verwandtschaftsverhältnisse von Mäusen und menschlichen Individuen durch Cluster-Analysen nachvollzogen werden. Mit Hilfe der Sequence Characterized Amplified Region (SCAR)-Technik wurden (n)SAPD-Marker in SCAR-Marker konvertiert. Die neu generierten SCAR-Primer konnten zur simultanen Art-Identifizierung von sieben weinschädlichen Milchsäurebakterien in einer Multiplex PCR erfolgreich eingesetzt werden. Die in dieser Arbeit entwickelten molekularbiologischen Identifizierungsmethoden können zum Beispiel in der mikrobiologischen Qualitätskontrolle Anwendung finden.

A METAGENOMIC STUDY OF THE TICK MIDGUT

A Metagenomic Study of the Tick Midgut Daniel Yuan, B.S. Supervisory Professor : Steven J. Norris, Ph.D. Southern tick–associated rash illness (STARI) or Master’s disease is a Lyme-like illness that occurs following bites by Amblyomma americanum, the lone-star tick. Clinical symptoms include a bull’s eye rash similar to the erythema migrans lesions of Lyme disease, as well as fever and joint pains. Lyme disease is caused by Borrelia burgdorferi and related spirochetes. However, B. burgdorferi has not been detected in STARI patients, or in ticks in the South Central U.S. The causative agent of STARI has not been identified, although it was once thought to be caused by another Borrelia species, Borrelia lonestari. Furthermore, while adult A. americanum have up to a 5.6% Borrelia lonestari infection rate, the prevalence of all Borrelia species in Texas ticks as a whole is not known. Previous studies indicate that 6%-30% of Northern Ixodes scapularis ticks are infected by Borrelia burgdorferi while only 10% of Northern A. americanum and I. scapularis ticks are infected by Borrelia species. The first specific aim of this project was to determine the bacterial community that inhabits the midgut of Texas and Northeastern ticks by using high throughput metagenomic sequencing to sequence bacterial 16S rDNA. Through the use of massively parallel 454 sequencing, we were able to individually sequence hundreds of thousands of 16S rDNA regions of the bacterial flora from 133 ticks from the New York, Missouri and Texas. The presence of previously confirmed endosymbionts, specifically the Rickettsia spp. and Coxiella spp., that are commonly found in ticks were confirmed, as well as some highly prevalent genera that were previously undocumented. Furthermore, multiple pathogenic genera sequences were often found in the same tick, suggesting the possibility of co-infection of multiple pathogenic species. The second specific aim was to use Borrelia specific primers to screen 344 individual ticks from Missouri, Texas and the Northeast to determine the prevalence of Borrelia species in ticks. To screen for Borrelia species, two housekeeping genes, uvrA and recG, were selected as well as the 16S-23S rDNA intergenic spacer. Ticks from Missouri, Texas and New York were screened. None of the Missouri or Texas ticks tested positive for Borrelia spp. The rate of I. scapularis infection by B.burgdorferi is dependent on tick feeding activity as well as reservoir availability. B. burgdorferi is endemic in the Northeast, sometimes reported as highly present in over 50% of all I. scapularis ticks. 11.6% of all New York ticks were positive for a species of Borrelia, however only 6.9% of all New York ticks were positive for B. burgdorferi. Despite being significantly lower than 50%, the results still fall in line with previous reports of about the prevalence of B. burgdorferi. 1.5% of all Texas ticks were positive for a Borrelia species, specifically B. lonestari. While this study was unable to identify the causative agent for STARI, 454 sequencing was able to provide a tremendous insight into the bacterial flora and possible pathogenic species of both the I. scapularis and the A. americanum tick.

Metagenomic Anlaysis of microsymbiont selection by the legume plant host

Rhizobium leguminosarum bv.viciae is able to establish nitrogen-fixing symbioses with legumes of the genera Pisum, Lens, Lathyrus and Vicia. Classic studies using trap plants (Laguerre et al., Young et al.) provided evidence that different plant hosts are able to select different rhizobial genotypes among those available in a given soil. However, these studies were necessarily limited by the paucity of relevant biodiversity markers. We have now reappraised this problem with the help of genomic tools. A well-characterized agricultural soil (INRA Bretennieres) was used as source of rhizobia. Plants of Pisum sativum, Lens culinaris, Vicia sativa and V. faba were used as traps. Isolates from 100 nodules were pooled, and DNA from each pool was sequenced (BGI-Hong Kong; Illumina Hiseq 2000, 500 bp PE libraries, 100 bp reads, 12 Mreads). Reads were quality filtered (FastQC, Trimmomatic), mapped against reference R. leguminosarum genomes (Bowtie2, Samtools), and visualized (IGV). An important fraction of the filtered reads were not recruited by reference genomes, suggesting that plant isolates contain genes that are not present in the reference genomes. For this study, we focused on three conserved genomic regions: 16S-23S rDNA, atpD and nodDABC, and a Single Nucleotide Polymorphism (SNP) analysis was carried out with meta / multigenomes from each plant. Although the level of polymorphism varied (lowest in the rRNA region), polymorphic sites could be identified that define the specific soil population vs. reference genomes. More importantly, a plant-specific SNP distribution was observed. This could be confirmed with many other regions extracted from the reference genomes (data not shown). Our results confirm at the genomic level previous observations regarding plant selection of specific genotypes. We expect that further, ongoing comparative studies on differential meta / multigenomic sequences will identify specific gene components of the plant-selected genotypes

Limitations of the widely used GAM42a and BET42a probes targeting bacteria in the Gammaproteobacteria radiation

The 23S rRNA-targeted probes GAM42a and BET42a provided equivocal results with the uncultured gammaproteobacterium 'Candidatus Competibacter phosphatis' where some cells bound GAM42a and other cells bound BET42a in fluorescence in situ hybridization (FISH) experiments. Probes GAM42a and BET42a span positions 1027-1043 in the 23S rRNAand differ from each other by one nucleotide at position 1033. Clone libraries were prepared from PCR products spanning the 16S rRNA genes, intergenic spacer region and 23S rRNA genes from two mixed cultures enriched in 'Candidatus C. phosphatis'. With individual clone inserts, the 16S rDNA portion was used to confirm the source organism as 'Candidatus C. phosphatis' and the 23S rDNA portion was used to determine the sequence of the GAM42a/BET42a probe target region. Of the 19 clones sequenced, 8 had the GAM42a probe target (T at position 1033) and 11 had G at position 1033, the only mismatch with GAM42a. However, none of the clones had the BET42a probe target (A at 1033). Non-canonical base-pairing between the 23S rRNA of 'Candidatus C. phosphatis' with G at position 1033 and GAM42a (G-A) or BET42a (G-T) is likely to explain the probing anomalies. A probe (GAM42_C1033) was optimized for use in FISH, targeting cells with G at position 1033, and was found to highlight not only some 'Candidatus C. phosphatis' cells, but also other bacteria. This demonstrates that there are bacteria in addition to 'Candidatus C. phosphatis' with the GAM42_C1033 probe target and not the BET42a or GAM42a probe target.

Application of nox-restriction fragment length polymorphism for the differentiation of Brachyspira intestinal spirochetes isolated from pigs and poultry in Australia

Sixty-nine intestinal spirochetes isolated from pigs and poultry in eastern Australia were selected to evaluate the effectiveness of a species-specific PCR-based restriction fragment length polymorphism (RFLP) analysis of the Brachyspira nox gene. For comparative purposes, all isolates were subjected to species-specific PCRs for the pathogenic species Brachyspira hyodysenteriae and Brachyspira pilosicoli, and selected isolates were examined further by sequence analysis of the nox and 16S ribosomal RNA genes. Modifications to the original nox-RFLP method included direct inoculation of bacterial cells into the amplification mixture and purification of the PCR product, which further optimized the nox-RFLP for use in a veterinary diagnostic laboratory, producing sufficient product for both species identification and future comparisons. Although some novel profiles that prevented definitive identification were observed, the nox-RFLP method successfully classified 45 of 51 (88%) porcine and 15 of 18 (83%) avian isolates into 5 of the 6 recognized species of Brachyspira. This protocol represents a significant improvement over conventional methods currently used in veterinary diagnostic laboratories for rapid specific identification of Brachyspira spp. isolated from both pigs and poultry.

Bacterial and pathological study of caudal fin rot in brood stocks of Salmo trutta caspius from the propagation and breeding center of Shahid Bahonar of Kelardasht region

In order to study caudal fin rot with emphasis on Aeromonas hydrophila and Pseudomonas fluorescens in Salmo trutta caspius from the salmonids propagation and breeding center of Shahid Bahonar of kelardasht region, One hundred and eighty brood stocks having fin damage symptoms were chosen. Two bacterial samples from each fish were cultured on Aeromonas and Pseudomonas specific media. Biochemical tests, API2OE identification system and antibiogram test using six antibiotic disks were performed for diagnosing isolates bacteria and finding suitable antibiotic. Thirty samples from caudal fin of damaged fishes were fixed in 10% formalin and 51.tm microscopic sections were prepared using standard scatological methods and then stained by Haematoxylin-Eosin staining method to observe the pathological changes and also Maccallum-Goodpasture staining method to observe the bacterial colonies. In second stage of the study, bacterial samples were taken from thirty brood stocks using similar method at the first stage of sampling. For isolation and biochemical diagnosis of Aeromonas and Pseudormonas genus, the samples were analyzed by molecular research included PCR amplification (using 16S rDNA genes of the genus pseudomonas and 16S-23S rDNA intergenic spacer of the genus Aeromonas) and restriction analysis by four restriction enzymes for each genus. The results of biochemical tests showed that isolated bacteria were belonged to Aeromonas caviae and Aeromonas hydrophila (subspecies anaerogenes), Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida and Pseudomonas alcaligenes while the results of API2OE identification system showed that the isolated bacteria belonged to Aeromonas hydrophila, Pseudomonas fluorescens, Pseudomonas putida and Pseudomonas aeruginosa. Restriction analysis of Aeromonas samples with Hin6l, Csp6I, Taql, and Tasl revealed three samples were different from others while restriction analysis of Pseudomonas samples with Alul, Hinfl, Rsal, and Trull showed at least five species or biovars. The results of antibiogram test showed all Aeromonas samples were sensitive to Trimethoprim, Chloramphenicol and Nitrofurazone, mostly to Nalidixic acid and Chloramphenicol, while most of samples were resistant to Erythromycin and Oxytetracycline. Pseudomonas samples were only sensitive to Nitrofurazone and mostly resistant to Oxytetracycline, Nalidixic acid, Erythromycin, Trimethoprim and Chloramphenicol. The results of light microscope study showed hyperplasia and spongiosis of the malpigian cells of epidermis, increasing of melanin pigments underlying epidermis; sever necrosis in both epidermis and dermis and also sloughing the epidermis in some cases. Occurrence of clefts through the epithelium, neovascularization, hyperemia and mild inflammatory response in dermis and separation of the fin rays also were observed. No bacterial colonies were found in the sections.