A microbiota intestinal é um ecossistema complexo que geralmente vive em harmonia com seu hospedeiro. É essencial para o desenvolvimento e funcionamento adequado do sistema imunológico da mucosa durante o início da vida, um processo que atualmente é conhecido por ser importante para a imunidade de adultos. A microbiota intestinal compreende aproximadamente 1000 espécies, das quais 80% não são cultiváveis. Tendo em vista a importância de se conhecer a microbiota humana e a utilização da ferramenta da construção da biblioteca genômica RNAr 16S ser relativamente recente, esse estudo tem como objetivo analisar diferentes protocolos para avaliar o uso desta ferramenta para o estudo da microbiota intestinal humana. Para a realização dos ensaios experimentais, o DNA extraído de fezes de seis crianças, em diferentes faixas etárias, foi utilizado para a criação de um pool, o qual foi utilizado nos ensaios de PCR. As bibliotecas RNAr 16S foram construídas utilizando 2 pares de iniciadores bactéria-específicos 27F-1492R e 63F-1387R, variando o tempo de desnaturação inicial de cada reação de amplificação do gene RNAr 16S entre 5 e 10 minutos, e 1 par de iniciadores 341F-518R. Os clones foram selecionados aleatoriamente, parcialmente sequenciados e analisados com base em banco de dados do gene RNAr 16S. A diversidade da microbiota foi menor quando os iniciadores 63F-1387R foram utilizados, em comparação aos resultados dos iniciadores 27F-1492R, no entanto, apenas o par de iniciadores 63F-1387R identificou Bifidobacterium sp., gênero importante para o desenvolvimento da microbiota intestinal humana. Não houve diferenças significativas na diversidade quando o tempo de desnaturação inicial da reação de PCR foi estendido para 10 minutos. Com o uso do par de iniciadores 341F-518R mostrou uma diversidade satisfatória, uma maior riqueza, quando comparada com os outros pares de iniciadores e detectou a presença de Bifidobacterium sp. Os dados obtidos sugerem que mais de um par de iniciadores deve ser empregado para o estudo da microbiota fecal quando se utilizar a biblioteca de RNAr 16S como ferramenta. / The intestinal microbiota is a complex ecosystem that usually lives in harmony with its host. It is essential for the development and proper functioning of the mucosal immune system during beginning of the life, a process that is currently known to be important for overall immunity of adults. The intestinal microbiota comprises about 1000 species, 80% of which are not cultivable. Given the importance of understanding the human microbiota and that the use of the tool library construction genomic 16S rRNA is relatively recent, this study aims to analyze different protocols to evaluate the use of this tool to study of the human intestinal microbiota. To perform the experimental tests, the DNA extracted from feces of six children, in different age groups, was used for the creation of a pool, which was used in the PCR assays. The 16S rRNA libraries were constructed using 2 pairs of primers specific-bacterium 27F-1492R and 63F-1387R, varying the denaturation time of each initial amplification reaction between 5 and 10 minutes, and the pair of primers 341F - 518R.The clones were randomly selected, partially sequenced and analyzed based on database 16S rRNA gene. The diversity of the microbiota was lower when the primers 63F - 1387R were used when compared with the results of the primers 27F - 1492R. However, only the pair 63F - 1387R was able to identified Bifidobacterium spp., important genus for the development of the microbiota from human gut. No significant differences in diversity were observed when the time of initial denaturation of the PCR reaction was extended to 10 minutes. By using the pair of primers 341F - 518R a satisfactory diversity, with detection of Bifidobacterium spp., and greater richness were observed, compared with the other pairs of primer. The data suggests that more than one pair of primers should be used for the study of fecal microbiota when using the library of 16S rRNA as a tool.

As doenças respiratórias são responsáveis, na suinocultura, por grandes perdas econômicas e entre os agentes destacam-se os micoplasmas. Foram coletadas 126 amostras de muco nasal/tonsilar, e fragmentos de 78 pulmões, 2 de traquéia e 2 de tonsila. No isolamento foi utilizado o meio FRIIS modificado, na identificação, a Multiplex-PCR e na tipificação, a PFGE e sequenciamento do gene 16S rRNA. Foram obtidos 59 isolados identificados como M. hyopneumoniae (1,70%), M. flocculare (3,40%) e M. hyorhinis (94,90%). A PFGE dos isolados de M. hyorhinis, resultou em 10 e 9 perfis com a enzima AvaI e XhoI, respectivamente. O sequenciamento do gene 16S rRNA dos isolados M. hyorhinis apresentaram baixo polimorfismo quando comparados entre si e com a cepa de referência. A sequência do gene 16S rRNA do isolado de M. hyopneumoniae, quando comparada a seqüência da cepa J e os isolados 7448 e 232, resultaram em polimorfismo. O M. hyopneumoniae continua sendo o mais difícil de isolar. Os dendrogramas obtidos da PFGE resultaram em grande heterogeneidade entre os isolados de M. hyorhinis. O seqüenciamento do gene 16S rRNA permitiu o estudo de variabilidade interespecífica e intraespecífica dos isolados de micoplasmas. / Economic losses in swine production are common due the respiratory diseases in these animals. M. hyopneumoniae and M. hyorhinis are the most frequent microbial agents. The aim of this study was recover this isolates in FRIIS medium, indentify them by Multiplex PCR and detect their genotypic variations by PFGE and sequencing the 16s rRNA gene. One hundred twenty six swabs from tonsil and nasal mucus of swine with respiratory disturbances were analyzed. It was included 78 lungs, two trachea and two tonsils. It was obtained 59 isolates; 1.70% of M. hyopneumoniae, 3.40% of M. flocculare and 94.90% of M. hyorhinis. The PFGE of M. hyorhinis, allowed obtain 10 profiles with enzyme AvaI and nine profiles with XhoI. A low polymorphism of gene 16sRNS was detected in M. hyorhinis isolates when compared with the type strain at the GenBank. The M. hyopneumoniae isolates resulted in polymorphisms when comparated with strain J, 7448 and 232. M. hyopneumoniae is still the most difficult to isolate. M. hyorhinis isolates of different herds showed a large heterogenicity with enzymes AvaI e XhoI. The sequencing of gene 16S rRNA allowed analyse the interespecífic and intraespecífic variations of mycoplasmas isolated.

Compreender a ecologia microbiana durante a ensilagem é fundamental para neutralizar pontos críticos relacionados à produção de silagens de qualidade por meio da prevenção do crescimento de bactérias oportunistas que possam comprometer a segurança da cadeia alimentar animal e o rendimento da forragem ensilada. Ensilar GSR de milho possibilita a compra estratégica em momentos de baixa nos preços do grão. O objetivo deste estudo foi avaliar por meio de sequenciamento massivo do gene 16S rRNA o efeito da reconstituição da umidade do grão de milho na dinâmica da comunidade bacteriana para confecção dessa silagem. Foram amostrados milhos plantados em dois distintos locais. As plantas usadas no estudo incluíram dois híbridos contrastantes, \"dent\" (AG 1051) e outro \"flint\" (IAC 8390) ensilados de duas maneiras: grão úmido (GU), com a umidade original e grãos secos reconstituídos (GSR) à 30 % U, ambos ensilados por 0 ou 120 dias. Utilizando a plataforma de sequenciamento Ion Torrent, foi possível observar uma redução significativa (P < 0,05) no número de OTUs ao se comparar silagens GSR aos 0 dias em relação aos 120 dias em ambos os híbridos e locais de cultivo do milho. As PCoAs evidenciaram variação na estrutura da comunidade bacteriana em função do período de estocagem do grão com separação nítida das comunidades provenientes de amostras recém colhidas daquelas provenientes de silagens estocadas por 120 dias. Também foi revelado que Proteobacteria (41,8 %), Firmicutes (41,6 %) e Actinobacteria (13,2 %) foram os filos mais abundantes nas silagens, tendo sido evidenciado a ocorrência de sucessão de um microbioma dominado por Proteobacteria e Actinobacteria (aos 0 dias) para um microbioma dominado por Firmicutes, representado principalmente pela ordem Lactobacillales nas silagens terminais (120 dias). Observamos o mesmo efeito ao considerar a amostra local, híbrido e maturidade fisiológica. Os fatores que apresentaram maior influência na distribuição da comunidade bacteriana foram o período de estocagem (36,16 %) e o estágio de maturação do milho (13,3 %). A ordem Lactobacillales foi diferencialmente abundante no milho estocado por 120 dias (70 % da variação) e Enterobacteriales (45 % da variação) aos 0 dias. Em relação ao estágio de maturação do grão observamos variação significativa na abundância relativa de Enterobacteriales em GU (25 % da variação) e Actinomycetales em GSR (21 % da variação). Houve correlação (P = 0,002) do pH com a estrutura da comunidade das silagens, sendo que as maiores variações de pH se deram comparando as amostras no tempo 0 - 120 dias de estocagem. A ordem Lactobacillales foi negativamente correlacionada com o pH (r = - 0,85), enquanto que Enterobacteriales (r = 0,58) e Actinomycetales (r = 0,46) foram positivamente correlacionadas com o pH. A reconstituição do grão de milho não exerceu efeito negativo sobre a população bacteriana das silagens terminais, destacando a viabilidade desta técnica. Até o momento, não há trabalhos publicados apresentando a estrutura e composição da comunidade bacteriana de silagens de GSR por meio de sequenciamento massivo do gene 16S rRNA, confirmando a importância e o ineditismo deste trabalho. / Understanding microbial ecology during ensiling is critical to neutralize critical points related to optimal silage making by preventing the growth of opportunistic bacteria that may compromise the safety of the animal food chain and the yield of silage fodder. Ensiling GSR makes it possible to buy strategically at times of low grain prices. The objective of this study was to evaluate the effect of reconstitution of corn grain on the dynamics of the bacterial community aiming high moisture corn silage processing by means of a massive sequencing of the 16S rRNA gene. Harvest was performed in two different locations. The plants used in the study included two contrasting hybrids, dent (AG 1051) and another flint (IAC 8390) hybrids, ensiled in two ways: wet grain (GU), ensiled with the original moisture or rehydrated dry grains (GSR) ensiled with 30 % of moisture, both ensiled for 0 or 120 days. Using the Ion Torrent sequencing platform, a significant reduction (P <0.05) in the number of OTUs was observed when comparing GSR silages at day 0 versus 120 days in both hybrids and maize growing sites. The PCoAs evidenced variation in the structure of the bacterial community as a function of the storage period of the grain with clear separation of the communities coming from freshly harvested samples from silage stored for 120 days. It was also revealed that Proteobacteria (41,8 %), Firmicutes (41,6 %) and Actinobacteria (13,2 %) were the most abundant phyla in the silages, evidencing the occurrence of succession of a microbiome dominated by Proteobacteria and Actinobacteria (at 0 day) for a microbiome dominated by Firmicutes, represented mainly by the order Lactobacillales in the terminal silages (120 days). We observed the same effect when considering the local sample, hybrid and physiological maturity. The factors that had the greatest influence on the distribution of the bacterial community were the storage period (36,16 %) and the stage of maturity of the plant (13,3 %). The Lactobacillales order was differentially abundant in the corn stored for 120 days (70% of the variation) and Enterobacteriales (45 % of the variation) at day 0. In relation to the stage of maturity we observed a significant variation in the relative abundance of Enterobacteriales in GU (25 % of the variation) and Actinomycetales in GSR (21 % of the variation). There was a correlation (P = 0.002) of the pH with the community structure of the silages, and the highest pH variations were obtained by comparing the samples in the 0 - 120 days of storage. The order Lactobacillales was negatively correlated with pH (r = -0.85), while Enterobacteriales (r = 0.58) and Actinomycetales (r = 0.46) were positively correlated with pH. The reconstitution of the corn grain did not have a negative effect on the bacterial population of the terminal silages, highlighting the viability of this technique. To date, there are no published papers presenting the structure and composition of the bacterial community of GSR silages by means of massive sequencing of the 16S rRNA gene, confirming the importance and novelty of this work.

O gênero Yersinia compreende 12 espécies. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis e Y. pestis são patógenos de vários animais, incluindo os humanos. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti e Y. rhodei são encontradas sobretudo no meio ambiente e alimentos e consideradas, usualmente, como bactérias oportunistas não-patogênicas e Y. ruckeri é um importante patógeno de peixes. Usualmente, as linhagens de Yersinia são classificadas em espécies de acordo com suas características bioquímicas. O Laboratório Nacional de Referência em Yersinia spp. outras que Y. pestis recebeu mais de 700 linhagens que foram identificadas bioquimicamente. Entretanto, sete linhagens de Yersinia não puderam ser identificadas pelos testes bioquímicos convencionais em nenhuma das espécies até o momento conhecidas e, por esse motivo, foram denominadas Yersinia atípicas. Os objetivos desse trabalho foram identificar as linhagens atípicas de Yersinia spp. em espécies por técnicas moleculares como Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Eletroforese em Campo Pulsado (PFGE), sequenciamento do gene 16S rRNA e Multilocus Sequencing Typing (MLST) e definir dentre as metodologias empregadas a que mais contribui para a identificação precisa dessas linhagens. Foi estudado um total de 59 linhagens de Yersinia spp., sendo 52 linhagens representantes das diferentes espécies do gênero e sete as linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia. As técnicas de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e o MLST foram eficientes na identificação molecular do gênero Yersinia, uma vez que conseguiram reunir todas as espécies em ramos espécie-específicos, com exceção de algumas linhagens de Y. frederiksenii e Y. kristensenii. A técnica de PFGE, pelo contrário, não agrupou as linhagens estudadas em clusters espécie-específicos. Os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST, sugerem que as linhagens atípicas FCF 229 e FCF 231 pertençam à espécie Y. ruckeri. Os dados de ERIC-PCR e MLST sugerem que a linhagem atípica FCF 487 pertença à espécie Y. enterocolitica. Ademais, os dados de ERIC-PCR, sequenciamento do gene 16S rRNA e MLST sugerem que as linhagens atípicas FCF 216, FCF 465, FCF 457 e FCF 494 pertençam a espécie Y. massiliensis. Os resultados obtidos nesse trabalho fornecem dados importantes para a caracterização molecular de linhagens bioquimicamente atípicas de Yersinia e contribuem para uma melhor descrição do gênero quanto a sua diversidade e reforçam o MLST como uma técnica confiável e reprodutível a ser usada na identificação de bactérias pertencentes a esse gênero, sendo dentre as metodologias utilizadas nesse estudo a mais indicada para tipagem molecular de yersiniae. / The genus Yersinia comprises 12 species. Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis and Y. pestis are pathogens of various animals, including humans. Y. aldovae, Y. bercovieri, Y. frederiksenii, Y. intermedia, Y. kristensenii, Y. aleksiciae, Y. mollaretti and Y. rohdei have been mostly found in the environment and food sources and are commonly considered to be opportunistic nonpathogenic bacteria and Y. ruckeri is an important fish pathogen. Usually, Yersinia strains are classified into species according to their biochemical characteristics. The Brazilian Reference Center on Yersinia spp. other than Y. pestis received more than 700 strains that were biochemically identified. However, seven strains that were typed as Yersinia could not be biochemically identified in any one of the currently known Yersinia species and for this reason they were named as atypical strains. The aims of this work were to identify into species the atypical Yersinia strains using molecular techniques as Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus PCR (ERIC-PCR), Pulsed Field Gel Electrophoresis (PFGE), 16S rRNA gene sequencing and Multilocus Sequencing Typing (MLST) and to define which methodology better contribute to the identification of those strains. A total of 59 Yersinia spp. strains were studied, being 52 representative strains of the defined Yersinia species and seven atypical Yersinia strains. ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST were efficient in molecular identifying the genera Yersinia once they grouped the strains into species-specific clusters, with exception of some Y. frederiksenii and Y. kristensenii strains. However, PFGE was not capable to cluster the defined Yersinia strains into species-specific clusters. The data obtained by ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 229 and FCF 231 belong to Y. ruckeri species. The data obtained by ERIC-PCR and MLST suggest that FCF 487 belong to the Y. enterocolitica species. Additionally, ERIC-PCR, 16S rRNA gene sequencing and MLST suggest that the atypical strains FCF 216, FCF 465, FCF 457 and FCF 494 belong to the Y. massiliensis species. The results obtained provide important data for the molecular characterization of biochemically atypical strains and contribute for a better description of the genera regardless its diversity. Furthermore, the results reinforce MLST as a trustful and reproducible technique to be used in the identification of bacteria of this genus, being among the methodologies studied the most recommended one to molecular type yersiniae.

Nos últimos anos, diversos protocolos e tecnologias têm sido propostos a fim de viabilizar ou otimizar a micropropagação de diversas culturas, bem como reduzir custos de produção. Dentre eles, tem ganhado destaque, o uso do meio de cultura líquido e do sistema de biorreator de imersão temporária (BIT). No entanto, observam-se diferenças de resposta entre espécies e metodologias, sendo necessários maiores estudos para um melhor conhecimento dos fatores que afetam os sistemas de micropropagação. Estudos recentes, baseados em técnicas moleculares, têm revelado que as culturas in vitro não são axênicas, como se acreditava, apresentando comunidades endofíticas onipresentes. Sabendo-se da importância desses microrganismos em plantas a campo, passou-se a questionar o papel destes no desenvolvimento e multiplicação de plantas in vitro. Diante deste cenário, este trabalho se propôs a comparar o desempenho de culturas in vitro em diferentes condições de cultivo: meio semissólido, meios líquido estático, sob agitação e, avaliando-se o crescimento/ multiplicação das plântulas e, naqueles onde houve diferença no desempenho, foram realizadas análises moleculares para a caracterização da comunidade microbiana presente na parte aérea das plantas. Foram utilizadas culturas de bromeliáceas e cana-de-açúcar, buscando sistemas que permitissem as avaliações pretendidas. Para isto foram instalados experimentos com Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' e \'Pérola\') e Aechmea nudicaulis, sob cultivo em meio líquido estático e sob agitação; e com Vriesea hieroglyphica E. Morren, sob cultivo em meio líquido estático, sob agitação e em BIT. Para a gramínea, cana-de-acúcar (Saccharum spp., variedade SP80-3280), foram avaliados o cultivo em meio líquido estático e em BIT. Foram também realizadas análises moleculares de plântulas de Dyckia distachya, que haviam sido cultivadas em meios de culturas semissólido, líquido sob agitação e estático. As culturas que apresentaram diferenças de desempenho entre os sistemas avaliados foram D. distachya, (sendo o melhor tratamento o meio líquido sob agitação) e cana-de-açúcar (melhor tratamento foi BIT) e estas foram consideradas como sistemas adequados para o estudo de como diferentes sistemas de cultivo in vitro podem influenciar na comunidade bacteriana das plantas. A caracterização da comunidade bacteriana de D. distachya foi realizada por T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) e mostrou que o tratamento meio líquido sob agitação, o qual teve a maior produção de brotos em relação aos demais, diferiu quanto à abundância relativa das unidades taxonômicas operacionais (UTOs) encontradas. Para cana-de-açúcar foram realizadas a construção de bibliotecas de clones do gene 16S rRNA e PCR quantitativo em tempo real (qPCR). Estas análises mostraram não haver diferença significativa entre as bibliotecas dos tratamentos avaliados, no entanto, BIT apresentou 3,54 vezes mais cópias do gene 16S rRNA em relação ao tratamento meio líquido estático, nos permitindo inferir que também possui uma maior número de bactérias. Este estudo apresenta fortes indícios de que o sistema de cultivo in vitro utilizado influencia a comunidade microbiana presente nas plantas / In recent years, several protocols and technologies have been proposed for feasibility and optimization of micropropagation of different cultures as well as to reduce production costs. Among these, the use of liquid culture medium and the temporary immersion bioreactor system (TIB) have gained special attention. However, differences are observed among species and methodologies, being necessary more detailed studies for a better knowledge of the factors that affect the micropropagatiion systems. Recent studies, based on molecular techniques, have revealed that in vitro cultures are not axenic, as thought, presenting ubiquitous endophytic community. Knowing the importance of these microorganisms to field plants we would like to know more about their role in in vitro plants. In this scenario, this work proposes to compare the performance of in vitro cultures under different culture conditions: semisolid medium culture, liquid static and liquid medium under agitation, and where differences in in vitro performance were observed comparative molecular analysis of microbial community in the plantlets was performed. Bromeliads and sugarcane cultures were used seeking for model systems for these analyses. These experiments were conducted with Ananas comosus var. comosus (\'Imperial\' and \'Pérola\') and Aechmea nudicaulis cultured under liquid static medium and liquid under agitation, and with Vriesea hieroglyphica, we compared liquid static medium, liquid medium under agitation and TIB. For sugarcane (Saccharum spp. variety SP80-3280), liquid static medium and TIB was compared. Molecular analyses of Dyckia distachya plantlets, which had been grown in semisolid medium liquid static and liquid medium under agitation, were also carried out. Cultures that showed differences in performance among the systems evaluated were D. distachya, (with liquid medium under agitation as the best condition) and sugarcane (best treatment was BIT) and these were considered adequate to study the differences in the bacterial comunity of plants when grown in different in vitro conditions. The characterization of the microbial community of D. distachya was performed by T-RFLP (Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism) and showed that the liquid medium under agitation, which had the highest number of shoots compare to the other culture conditions, also differed as to the relative abundance of Operational Taxonomic Units (OTUs). For sugarcane 16S rRNA gene clone libraries, as well as real-time PCR (qPCR) were performed. These analyses showed no significant differences between the libraries of the two treatments, however, BIT showed 3.54 times more copies of the 16S rRNA gene compared to cultures from static liquid medium, allowing us to infer a higher number of bacteria. This study provides strong evidence that the in vitro system used influences the microbial community present in plants

Os microrganismos atraem considerável atenção por serem uma fonte de compostos biotecnológicos e farmacêuticos. Diversos produtos naturais peptídicos produzidos por fungos e bactérias são sintetizados por grandes enzimas, conhecidas como peptídeo sintetase não ribossômica (NRPS) e policetídeo sintase (PKS). A bioprospecção dos microrganismos isolados do solo de Terra Preta Antropogênica (TPA) da Amazônia Ocidental é de grande importância para o conhecimento deste bioma tropical. Este estudo correlacionou a presença de sideróforos e de compostos antimicrobianos produzidos pelos microrganismos isolados de TPA e dos solos adjacentes com a presença dos genes que codificam para NRPS e PKS. Linhagens bacterianas foram isoladas das amostras do solo coletadas de 10, 20 e 40 cm de profundidade. Os isolados foram cultivados em meio líquido específico por 2 dias a 28oC. Um total de 143 isolados foi testado para a atividade de sideróforo e para isso, as linhagens foram inoculadas em um meio com baixa concentração de ferro (MM9) contendo o complexo cromoazurol S-Fe3. Do total, 72 isolados apresentaram reação positiva para a produção de sideróforo. O DNA genômico dos isolados foi extraído e a amplificação por PCR foi realizada usando iniciadores específicos para NRPS e PKS. Os resultados mostraram que quinze isolados apresentaram o gene que codifica para NRPS, vinte isolados para PKS e somente dez isolados apresentaram ambos os genes. A presença de genes de NRPS e PKS em 31% dos isolados testados sugere que a produção dos sideróforos possa ocorrer pela via não ribossomal. Dois isolados foram selecionados para estudos de identificação e caracterização dos compostos. O isolado TP11 foi identificado como Pseudomonas putida através de seqüenciamento do 16S rRNA e apresentou resultado negativo para hidroxamato e catecol, sugerindo que o tipo de sideróforo não possui nenhum destes grupos funcionais. O isolado TP16 foi identificado como Pseudomonas putida e apresentou produção de sideróforo do tipo catecol e hidroxamato, sugerindo a produção de mais de um sideróforo. Além disso, esta linhagem produziu um composto antimicrobiano, com atividade de sideróforo identificado por espectrometria de massas como pseudomonina com massa molar de 330 Da. / Microorganisms have attracted considerable attention as a source for biotechnological and pharmaceutical agents. Several peptidic natural products synthesized by fungi and bacteria are assembled by large enzymes, referred as nonribosomal peptide synthetase (NRPS) and polyketide synthase (PKS). Bioprospection of microorganisms isolated from Anthropological Dark Earth soil of Brazilian Occidental Amazon is of great importance to the knowledge of this tropical biome. This study aimed to correlate the presence of siderophores and antimicrobial compounds produced by microorganisms isolated from Dark Earth and adjacent soils of Brazilian Amazon with the presence of genes encoding NRPS and PKS. Bacterial strains were isolated from soil samples collected at 10, 20 and 40 cm depth. The isolates were grown in specific liquid medium for 2 d at 28oC. A total of 143 isolates were screened for siderophore activity and for this, bacterial strains were inoculated on plates containing an iron-limited medium (MM9) amended with a chromeazurol S-Fe3 complex. From the total, seventy-two isolates showed positive reaction for siderophore production. Genomic DNA of the isolates was extracted and PCR amplification was carried out using specific primers for NRPS and PKS. The results showed that fifteen isolates presented NRPS, twenty isolates presented PKS and only ten isolates showed both genes. The presence of NRPS and PKS genes in 31% of the isolates tested suggests that production of siderophores may occur by a nonribosomal pathway. Two isolates were selected for further studies. Isolate TP11 was identified as Pseudomonas putida by 16S rDNA sequencing analysis and was negative for hydroxamate and catechol, suggesting that the siderophore type has no hydroxamate- or catechol-type functional groups. The isolate TP16 was identified as Pseudomonas putida and showed the production of catechol and hydroxamate siderophore-type, suggesting the production of more than one siderophore. In addition, this strain produced an antimicrobial compound, with siderophore activity identified through mass spectrometry as pseudomonine with a molar mass of 330 Da.

Die toxische sowie kanzerogene Verbindung 1,2-Dichlorpropan (DCP) ist weit verbreitet in Industrie und Landwirtschaft. Die Verbindung zeigt eine geringe chemische Reaktivität, ist nur mäßig wasserlöslich und unter aeroben Bedingungen weitestgehend beständig gegenüber mikrobiellen Abbauprozessen in der Umwelt. Als Folge reichert sich DCP in Grundwässern, Sedimenten und Böden an und gefährdet über die Nahrungskette die Gesundheit von Mensch und Tier. Um DCP effizient und ökonomisch zu unbedenklichen Verbindungen abzubauen, wurden mikrobielle Mischkulturen aus belasteten Sedimenten angereichert und in einen Wirbelschichtreaktor überführt. Dieses Verfahren ermöglichte eine kontinuierliche anaerobe Dechlorierung von DCP zu Propen. Grundsätzlich stellen biologische Abbauverfahren, bei denen komplexe mikrobielle Mischpopulationen eingesetzt werden, einen vielversprechenden Weg zur Transformation chlororganischer Verbindungen dar. Jedoch liegen üblicherweise nur wenige Informationen über die Zusammensetzung der betreffenden Populationen vor, so daß eine Optimierung bzw. effiziente Steuerung des Prozesses erheblich erschwert wird. Gegenstand der vorliegenden Arbeit war die Bestimmung der mikrobiellen Zusammensetzung der DCP-dechlorierenden Bioreaktorpopulation. Aufgrund der bekannten Limitierungen klassisch-mikrobiologischer Nachweisverfahren wurde eine Kombination mehrerer molekulargenetischer Methoden eingesetzt, die auf der vergleichenden Sequenzanalyse ribosomaler RNA beruhten. Die Untersuchungen zeigten, daß die Bakterienpopulation des Reaktors außerordentlich divers zusammengesetzt war und im wesentlichen aus bislang nicht-kultivierten Arten bestand. Es dominierten "Grüne nicht-schwefelhaltige Bakterien" (green nonsulfur bacteria) sowie Grampositive Bakterien mit niedrigem GC-Gehalt. Die Archaea hingegen waren fast ausschließlich durch zwei bekannte methanogene Spezies vertreten, Methanosaeta concilii sowie Methanomethylovorans hollandica. Der Vergleich der gewonnenen rDNA-Daten mit denen anderer Lebensräume ergab, daß Süßwasserhabitate, in denen chlororganische Verbindungen reduktiv umgesetzt werden, offenbar eine spezifische Populationsstruktur aufweisen. Es konnten spezifische 16S rDNA-Gruppen definiert werden (SHA-Cluster), die auch nach längerem Reaktorbetrieb noch nachgewiesen werden konnten. Darüber hinaus wurden Dehalobacter restrictus- sowie Dehalococcoides ethenogenes-ähnliche Bakterien in der DCP-dechlorierenden Bioreaktorpopulation gefunden. Beide Spezies sind in der Lage, chlororganische Verbindungen unter Verwendung von Wasserstoff als alleinigem Elektronendonor reduktiv zu dechlorieren. Es ist davon auszugehen, daß Dehalobacter und Dehalococcoides spp. aufgrund ihrer Physiologie an der reduktiven Umsetzung des DCPs beteiligt sind. Die Untersuchung der Population über einen längeren Zeitraum zeigte überdies, daß Bakterien der Gattung Dehalobacter überproportional angereichert und daraufhin zur dominierenden Spezies im Reaktor wurden. Dieser Befund läßt auf eine zentrale Rolle von Dehalobacter spp. bei der Transformation von DCP zu Propen schließen. Konsequenterweise führte die Zugabe von Wasserstoff zum Reaktor zur einer deutlichen Steigerung des DCP-Umsatzes. Dehalobacter und Dehalococcoides spp. sowie die anderen durch SHA-Cluster repräsentierten Bakterien stellen potentielle Indikatororganismen für die DCP-Transformation im Reaktor dar. Ein kontinuierliches Monitoring dieser Bakterien würde zu einer effizienteren Steuerung des Dechlorierungsprozesses und damit zu einer Optimierung des Verfahrens führen. / The toxic and carcinogenic compound 1,2-dichloropropane (DCP) is widely used in industry and agriculture. DCP shows a low chemical reactivity. It is only moderately soluble in aqueous systems and almost recalcitrant to microbial degradation under aerobic conditions. As a consequence DCP accumulates in groundwater, sediments and soil, thus endangering humans and animals via the food chain. To efficiently transform DCP to harmless organic compounds microbial mixed cultures have been enriched from sediments and were subsequently transferred into a fluidized bed bioreactor. This process allowed a continuous anaerobic dechlorination of DCP to propene. Bioreactor processes using complex microbiota represent a promising technology for transformation of chlorinated compounds. However, the composition of the used population is usually unknown, hence hindering both optimization and control of the degradation process. Subject of this work was the analysis of the microbial diversity of the DCP-dechlorinating bioreactor population. Conventional culture-dependent microbiological methods are often limited if used for the analysis of complex communities. Therefore, a combination of different molecular methods based on comparative 16S rRNA analysis was applied. It was found that the bioreactor population was highly diverse and consisted mainly of as yet-uncultured bacteria. Members of the green nonsulfur bacteria and the gram-positive bacteria with low G+C content dominated the consortium. In contrast the archaea were represented by only two species, Methanosaeta concilii and Methanomethylovorans hollandica. The comparison of the rDNA data with those of other biotopes revealed that reductively dechlorinating freshwater habitats show a specific community structure. 16S rDNA-clusters were defined, which could still be detected after a longer operation time of the bioreactor. Furthermore, Dehalobacter restrictus- and Dehalococcoides ethenogenes-like bacteria were found in the DCP-dechlorinating bioreactor population. Both species are capable of reductive dechlorination using hydrogen as the sole electron source. Therefore, it could be assumed that these bacteria were also involved in the dechlorination of DCP. The investigation of the bioreactor population for a longer period of time revealed that Dehalobacter-like bacteria were significantly enriched and subsequently became the most frequently found bacterium within the bioreactor. This indicates a major role of Dehalobacter spp. within the transformation process of DCP to propene. Consequently, the addition of hydrogen to the bioreactor led to an increase of the DCP transformation rate. Dehalobacter und Dehalococcoides spp. as well as the bacteria represented by the specific SHA-clusters are possibly suitable as indicator organisms for the transformation of DCP within the bioreactor. A continuous monitoring of these bacteria would lead to a more efficient control and hence, to an optimization of the transformation process.

Submitted by Ana Damasceno (ana.damasceno@unipampa.edu.br) on 2017-06-07T18:12:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Baixa diversidade e sucessão microbiana anormal estão associadas à enterocolite necrosante em recém-nascidos prematuros.pdf: 1587508 bytes, checksum: c407e4cf94f25b2272a7d25213f72873 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-07T18:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Baixa diversidade e sucessão microbiana anormal estão associadas à enterocolite necrosante em recém-nascidos prematuros.pdf: 1587508 bytes, checksum: c407e4cf94f25b2272a7d25213f72873 (MD5) Previous issue date: 2017-04-07 / As múltiplas causas de Enterocolite Necrosante (NEC) e seus indicativos clínicos utilizados para o diagnóstico ainda se mantêm elusivos. Biomarcadores alternativos para o diagnóstico precoce de NEC em recém-nascidos prematuros e um melhor entendimento dos fatores de risco para o desenvolvimento de NEC são desafios emergentes. Em uma tentativa de contribuir para a solução deste problema, neste trabalho nós rastreamos as mudanças no microbioma dos recém-nascidos (diversidade microbiana, abundância e estrutura) com NEC, iniciando com a primeira evacuação (mecônio) e continuando até a liberação, e comparamos essas mudanças com os prematuros sem o diagnóstico de NEC. Um estudo metataxonomico foi conduzido usando 88 amostras fecais, a partir da primeira evacuação até a 5ª semana de vida, obtidas de 25 recém-nascidos prematuros (14 controles e 11 casos de NEC) selecionados de um grupo de 52 prematuros. Nossos dados revelaram que casos de NEC apresentaram baixa diversidade e uma transição anormal da comunidade microbiana até o diagnóstico de NEC. Um microrganismo pertencendo a família Enterobacteriaceae foi consistentemente mais abundante em prematuros com NEC do que nos controles, mesmo nas amostras de mecônio, e foi considerado um constituinte chave da comunidade microbiana correlacionada com a doença. Finalmente, nos também detectamos uma distorção na associação micróbio-micróbio nas amostras de mecônio dos casos de NEC. Portanto, nossos dados sugerem que a detecção precoce de elevada dominância de Enterobacteriaceae, baixa diversidade e associações micróbio-micróbio nos primeiros dias de vida poderiam ser utilizados como indicativo de risco de desenvolvimento de Enterocolite Necrosante nas UTIs neonatais brasileiras. / The multiple causes of Necrotizing Enterocolitis (NEC) as well as the clinical predictors used for diagnosis have remained elusive to date. Alternative biomarkers for early diagnosis of NEC in premature infants and a better understanding of risk factors for NEC development are emergent challenges. In attempt to contribute to solve this problem, in this work we tracked the changes in the newborn’s microbiome (microbial diversity, abundance and structure) with Necrotizing Enterocolitis beginning with the first stool (meconium) continuing until discharge and compare those changes with preterns without NEC diagnosis. A metataxonomy study was conducted using 88 fecal samples from the first stool (meconium) until the 5th week of life obtained from 25 preterm babies (14 controls and 11 NEC cases) selected from a cohort of 52 premature infants. Our data revealed low microbial diversity in NEC cases and an abnormal transition of the microbial community until NEC diagnosis. A microbial phylotype belonging to the Enterobacteriaceae family were consistently more abundant in NEC than in the controls even in meconium samples and was considered a key constituent of the microbial community that correlated with the disease. Finally, we also detected a disruption of microbial-microbial associations in the meconium samples of NEC cases. Thus, our data suggests that early detection of high dominance of Enterobacteriaceae, low diversity and altered microbial-microbial associations at the first days of life could be used as an indicative of risk of preterm development of Necrotizing Enterocolitis in Brazilian NICU’s.

A mastite bovina é considerada a doença de maior impacto nos rebanhos leiteiros, exercendo efeito econômico negativo sobre a produtividade e perdas significativas à indústria de laticínios. Tendo em vista os impactos na sanidade animal e os prejuízos econômicos acarretados, o objetivo deste estudo foi caracterizar de forma mais abrangente a comunidade microbiana presente em rebanhos leiteiros com mastite subclínica utilizado o sequenciamento parcial do gene 16S ribossomal RNA (rRNA). Especificamente, foram caracterizadas as comunidades bacterianas presentes em amostras de leite vindas de três fazendas comerciais, sendo que cada fazenda contribuiu com amostras com alta contagem de células somáticas (CCS > 200.000 cel./mL) e com baixa contagem (CCS < 200.000 cel./mL) perfazendo um total de 57 animais. O DNA total foi extraído e amplificado com os oligonucleotídeos iniciadores da região V3 e V4 do gene 16S rRNA. O sequenciamento foi realizado utilizando a tecnologia de sequenciamento de nova geração através do equipamento MiSeq (Illumina - San Diego, EUA). Para efeito de comparação, alíquotas de todas as amostras foram destinadas ao cultivo microbiológico para identificação de bactérias causadoras da mastite. Os fragmentos amplicons de todas as amostras foram submetidos a uma série de análises computacionais utilizando o programa QIIME. Após a avaliação adicional das sequências em nível de espécie, verificou-se que em geral as bactérias diagnosticadas por cultura geralmente não corresponderam com as sequências mais abundantes detectadas pelo sequenciamento. A análise da composição da microbiota de amostras de leite provenientes de animais saudáveis revelou a presença de uma grande diversidade de espécies bacterianas, mesmo que nenhuma bactéria tenha sido detectada por técnica de cultura. A espécie bacteriana mais abundante em todas as amostras foi Staphylococcus chromogenes. Staphylococcus aureus também foi detectada na grande maioria das amostras As diferenças na composição microbiana foram observadas entre as amostras quando a comparação foi feita de forma individual. Estas diferenças foram notórias em composição taxonômica e foram refletidas por intermédio das estimativas de alfa e beta diversidade. Quando a comparação foi realizada por separação de grupos com alta e baixa CCS, essa diferença não foi tão evidente. Com este estudo será possível compreender a diversidade dos microrganismos presentes na glândula mamária de animais saudáveis e com mastite subclínica. Essas informações podem ser úteis podendo contribuir no planejamento de medidas terapêuticas e preventivas mais eficazes da doença. / Bovine mastitis is considered the most impact disease in dairy herds, exerting negative economic effect on productivity and significant losses to the dairy industry. In view of the impact on animal health and carted economic losses, the objective of this study was to characterize more comprehensively the microbial community present in dairy herds with subclinical mastitis using the partial sequencing of 16S ribosomal RNA gene (rRNA). Specifically, the bacterial communities present in samples of milk coming from three commercial farms were identified, and each farm contributed samples with high somatic cell count (SCC> 200,000 cel./mL) and low count (SCC <200,000 cel./ml) for a total of 57 animals. Total DNA was extracted and amplified with primers of the V3 and V4 region of the 16S rRNA gene. Sequencing was performed using the new generation of sequencing technology through MiSeq equipment (Illumina - San Diego, USA). For comparison, aliquots of all samples were intended for microbiological culture for identification of bacteria which cause mastitis. The amplicon fragments of all samples were subjected to a series of computer analyzes using the QIIME program. After further evaluation of the sequences at the species level, it was found that in general the bacteria do not generally diagnosed by culture corresponded to the most abundant sequences identified by sequencing. The analysis of milk samples from microbial composition from healthy animals revealed the presence of a diversity of bacterial species, even though no bacteria have been detected by culture technique. The most abundant bacterial species in all samples was Staphylococcus chromogenes. Staphylococcus aureus was also detected in most samples differences in microbial composition were found between the samples when a comparison was made individually. These differences were noticeable in taxonomic composition and were reflected by means of the estimates of alpha and beta diversity. When comparison was performed by separation of high and low groups with CCS, this difference was not so evident. This study will be possible to understand the diversity of microorganisms present in the mammary gland of healthy animals and with subclinical mastitis. This information can be useful and can contribute in the planning of more effective therapeutic and preventive measures of the disease.

Archaea ainda não foi reconhecido como patógeno de doença humana. O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência, diversidade, níveis e proporções de Archaea no biofilme subgengival de indivíduos com periodontite agressiva (PA) e saúde periodontal (SP). Sessenta indivíduos foram selecionados para este estudo (n=30/grupo). A análise de diversidade foi realizada em 10 indivíduos/grupo. Quatro sítios/indivíduo do grupo PA e 2 sítios/indivíduo do grupo SP foram analisados por qPCR. A freqüência de Archaea foi de 60% dos indivíduos/ 15,2% dos sítios em PA e de 63,3% dos indivíduos/ 15,6% dos sítios em SP (p>0,05). Um a três filotipos foi identificado por amostra. O número de cópias e a proporção de Archaea e Bacteria foram menores no grupo SP do que no grupo PA (p<0,05). Archaea são encontrados no biofilme subgengival de indivíduos com PA e SP. Methanobrevibacter oralis é o filotipo mais prevalente, podendo ser considerado residente da cavidade bucal. A alteração ecológica na microbiota de indivíduos com PA inclui o aumento dos níveis e proporções de Archaea. / Membrers of Archaea domain may be detected in the microbiota of mucous surfaces of human and animals, but their association with diesase have not been yet stablished Some studies have suggested that Archaea domain may be indirectly associated with pathogenesis of periodontitis, since they are found restrict to subgingival sites with severe periodontal destruction. The aim of this study was to determine the prevalence, diversity, levels and proportions of microorganisms of Archaea domain in subgingival biofilm of aggressive periodontitis and periodontally healthy subjects. Thirty generalized aggressive periodontitis (GAgP) and 30 periodontally healthy (PH) subjects were selected. Archaea detection was performed by PCR using domain-specific primers in 9 subgingival samples taken from each subject. Archaea diversity was determined by evaluating a single positive sample per subject, randomly selected from 10 GAgP and 10 PH subjects. Archaeal 16S rRNA gene library were constructed to each sample and the identity of phylotypes were determined for the comparison of unrecognized sequences with gene database. The levels and proportions of Archaea in relation to total microbial load were analysed by quantitative PCR (qPCR) in 4 sites per GAgP subject and 2 sites per PH subject. A total of 540 subgingival samples were analysed to Archaea presence. This domain were detected in 18 GAgP (60%) and in 19 PH (63.3%) subjects. Forty-one (15.2%) and 42 (15.6%) samples were positive for this domain in GAgP and PH subjects, respectively. There was not difference in prevalence of this domain between subjects from GAgP and PH groups, as well as there was not difference in prevalence between sites with different probing depthsin GAgP group. Thenumber of 16S rRNA clones available to identification per sample varies from 33 to 47 in GAgP group, and from 15 to 23 in PH group, with a mean of 42.8+3.9 e 20.2 +2.2, respectively. The analysis of 629 sequencies permits an identification of 1 to 3 phylotypes of Archaea domain per sample. Methanobrevibacter oralis was detected in all archaeal positive samples, being the single detected specie of this domain in 5 subjects from GAgP group, and in 3 subjects from PH group. Methanobacterium curvum/congolense was detected in 3/10 GAgP and 6/10 PH samples, whereas Methanosarcina mazeii was detected in 4/10 samples from both groups. Archaea analysis by qPCR was carried out in 103 sites and 28 GAgP subjects and in 60 sites and 30 PH individuals. Archaea has been detected in 27/28 subjects and in 68% of studied sites in GAgP group and in 26/30 subjects and 58,3% of total analysed sites in PH group. Archaeal and bacterial 16S rRNA mean levels were smaller in PH group than in GAgP group (Mann Whitney, p<0.05). There was no statistic significance of difference in the levels of Archaea in regard to probing depth categories in GAgP group (p>0.05). Moreover, the proportion of Archaea in relation to total microbial load (Archaea + Bacteria) was 0.02% and 0.08% in PH and GAgP group (p<0.05), respectively. These data suggest that Archaea is commonly found in the subgingival biofilm of humans, and that M. oralis may be considered a member of the resident microbiota of subgingival sites. The ecological shift in the microbiota of aggressive periodontitis subjects includes the increase of levels and proportions of Archaea domain.