The present work aimed to evaluate the influence of different methods of plant growth promoting bacterium (PGPB) Azospirillum brasilense inoculated at vegetative development and grain yield of corn in different relief zones. The research was carried in Cruzeiro do Sul (RS) with mechanized sowing of Velox TL® very early hybrid corn, in the 2015/2016 harvest. The treatments were: seed Inoculation and nitrogen fertilization (T1); directed spraying in furrow and nitrogen fertilization (T2); and control, only with nitrogen fertilization (T3). The experimental design was a factorial 3x3, considering three inoculation methods (seed inoculation, directed spraying in furrow and no inoculation) and three relief zones (high, medium and low levels), with three replications. The following variables were determinate: plant height, stem diameter, total dry matter and number of grains per plant. The data were submitted to the Tukey test, at 5% probability of error level. There was no interaction between inoculation methods and relief zones. Both directed spraying in furrow and corn seed inoculation with diazotrophic bacterium Azospirillum brasilense provided only a higher final average height of the plants, when compared to the traditional management, without the use of seed inoculation. Thus, Azospirillum brasilense promotes greater height development of Velox TL® hybrid corn, without, however, influence on stem diameter, total dry matter and number of grains per plant. Stem diameter variable was influenced by relief zones, which presents greater development in the average zone in comparison to the low zone, demonstrating the importance of precision agriculture that not consider areas as being homogeneous. / O presente trabalho teve por objetivo avaliar a influência do emprego de diferentes métodos de inoculação de bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) Azospirillum brasilense no desenvolvimento vegetativo e na produção de grãos da cultura do milho em diferentes zonas de relevo. O experimento foi conduzido em Cruzeiro do Sul (RS), com a semeadura mecanizada do híbrido de milho Velox TL®, de ciclo superprecoce, na safra 2015/2016, mediante a inoculação direta das sementes e aplicação de nitrogênio (T1); inoculação dirigida no sulco e aplicação de nitrogênio (T2) e a testemunha, com a aplicação de nitrogênio e sem inoculação das sementes (T3). O delineamento experimental foi um fatorial 3x3, considerando três métodos de inoculação (inoculação de sementes, aplicação dirigida no sulco e sem inoculação) e três distintas zonas de relevo (alta, média e baixa altitude), com três repetições. Foram determinadas as variáveis altura de planta, diâmetro do colmo, matéria seca total e número de grãos por planta. Os dados foram submetidos ao teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade de erro. Não houve interação entre os métodos de inoculação e as zonas de relevo. A inoculação da bactéria diazotrófica Azospirillum brasilense, tanto no tratamento de aplicação dirigida no sulco, como na inoculação direta das sementes de milho, proporcionou apenas maior altura média final das plantas, quando comparadas ao manejo tradicional, sem a utilização de inoculação das sementes. Dessa forma, o Azospirillum brasilense proporcionou maior altura do milho híbrido Velox TL®, sem, contudo, influenciar no diâmetro do colmo, matéria seca total e número de grãos por planta. A variável diâmetro do colmo foi influenciada pela posição no relevo, que apresentou maior tamanho na zona de média altitude, em comparação com a de baixa altitude, demonstrando a importância da agricultura de precisão, ao não considerar as áreas como sendo homogêneas.

A partir de 24 amostras de solos foram isoladas 461 colônias bacterianas, sendo que destas 190 foram identificadas como Bacillus thuringiensis (Bt). A relação entre as características químicas das amostras de solos e a presença do patógeno pode ser expressa por iBt = -0,4 + 0,6Ca + 0,07Cu + 0,009Fe - 0,53Mg -0,12Mn + 1,26Zn. Dentre os 83 isolados de Bt testados para o controle de Spodoptera frugiperda, o ESALQ 3.7 mostrou-se mais promissor para o controle desta praga, causando 86,6% de mortalidade em lagartas provenientes da população de São Paulo, com uma CL50 estimada de 0,749 x 108 esporos/mL. Esse isolado possui as toxinas Cry1Ac, Cry1C e Cry1E que justificam sua eficiência para S. frugiperda. Toxinas da classe Cry1 foram encontradas em 72% dos isolados testados contra este inseto. Foram observadas diferenças na suscetibilidade entre as três populações (São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul) da lagarta-do-cartucho do milho para 49,4% dos isolados testados e na população de São Paulo, alguns isolados afetaram os parâmetros biológicos das lagartas sobreviventes aos tratamentos. A persistência do Dipel foi superior às outras formulações de Bt, até 27 horas depois da aplicação dos tratamentos (65.772 esporos/mL), porém sua meia vida (p = 17,54 horas) foi inferior ao Ecotech e Bac-Control. O estudo da persistência do isolado ESALQ 3.7 foi prejudicado por fatores bióticos e abióticos tanto em campo como em casa-de-vegetação, que comprometeram a validação dos resultados. Não foi verificada diferença estatística significativa nas notas da escala de dano causado pela lagarta-do-cartucho na testemunha e o tratamento com o isolado ESALQ 3.7. Nos estudos de interação com outros entomopatógenos observou-se que entre Bt e Heterorhabditis sp. ocorreu interação positiva, variando de efeito aditivo a sinergismo subaditivo, de acordo com a concentração do nematóide. Entre Bt e os fungos entomopatogênicos Beauveria bassiana e Nomuraea rileyi foi verificada interação negativa (antagonismo) e entre um vírus de poliedrose nuclear e Bt a interação foi negativa e positiva (efeito aditivo), dependendo da concentração do vírus. / From 24 soil samples about 461 bacterial colonies have been isolated, and 190 were identified as Bacillus thuringiensis (Bt). The relation between soil chemical characteristics and the presence of this pathogen may be expressed by the equation iBt = -0,4 + 0,6Ca + 0,07Cu + 0,009Fe - 0,53Mg -0,12Mn + 1,26Zn. Among 83 Bt isolates assayed against Spodoptera frugiperda, the ESALQ 3.7 was the most effective to control this pest, causing 86.6% of mortality to São Paulo larvae, with an estimated LC 50 of 0.749 x 108 spores/mL. This isolate has the toxins Cry1Ac, Cry1C e Cry1E that justify its efficiency against S. frugiperda. The Cry1 toxins were found in 72% of isolates assayed for this pest. There have been observed differences in the susceptibility among three fall armyworm populations (São Paulo, Minas Gerais e Rio Grande do Sul) to 49.4% of the assayed isolates, and some of them affected the biological parameters of the São Paulo larvae. The Dipel persistence was higher than the others Bt based products, until 27 hours after application (65.772 spores/mL), but its half life (p = 17.54 hours) was lower than Ecothech and Bac-Control. The study of ESALQ 3.7 persistence was prejudiced by biotic and abiotic factors in field condition and at the greenhouse conditions, that consequently constrained the data validation. About the isolate ESALQ 3.7 efficiency in the field, there was no statistical differences in the damage caused by fall armyworm in the control and treatment. In the interaction studies with other entomopathogens, it was observed a positive interaction between Bt and Heterorhabditis sp. This interaction varied from na additive effect to a subadditive sinergism, according to nematode concentration. Between Bt and entomopathogenic fungi Beauveria bassiana e Nomuraea rileyi it was observed a negative interaction (antagonism). Also, the interaction between a poliedrosis nuclear vírus and Bt varied according to the virus concentration.

Xylella fastidiosa é uma bactéria limitada ao xilema de plantas, sendo transmitida principalmente por cigarrinhas da subfamília Cicadellinae (Hemiptera: Cicadellidae). No Brasil, é o agente causal da Clorose variegada dos citros (CVC), doença que afeta laranja-doce [Citrus sinensis (L.) Osbeck]. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o comportamento alimentar da cicadelíneo vetor Bucephalogonia xanthophis (Berg) em citros e correlacionar suas atividades estiletares com a transmissão de X. fastidiosa. Inicialmente, testes de escolha e análises de excreção de honeydew foram realizadas para determinar os locais e períodos preferidos para alimentação em mudas de citros. B. xanthophis preferiu a haste dos ramos novos, na parte superior da muda. Esta cigarrinha ingeriu seiva do xilema e apresentou maior volume médio de excreção e maior percentual de indivíduos que excretaram durante a fotofase. Assim, estudou-se a penetração estiletar do vetor na haste de brotações cítricas, durante a fotofase, pela técnica de \"Electrical Penetration Graph\" (EPG, sistema DC). Os principais padrões de EPG foram correlacionados com análises histológicas e de \"honeydew\" para determinação da posição exata dos estiletes no tecido vegetal e atividades envolvidas. Seis padrões foram descritos: (S) secreção de bainha salivar e caminhamento dos estiletes através de células da epiderme ou parênquima; (R) estiletes inseridos na planta, porém sem nenhuma atividade aparente; (X) contato dos estiletes com os vasos do xilema; (Xi) ingestão ativa no xilema; (I) breve interrupção durante X ou Xi; (W) retirada dos estiletes da planta. Durante uma prova, a seqüência de eventos com maior probabilidade de ocorrência foi penetração estiletar através da epiderme e parênquima (S) (100% dos insetos), seguida de contato com o xilema (X) (67,6%). Entre os indivíduos que exibem o padrão X, 88,3% passam para Xi. Os vasos do xilema foram localizados pelo inseto após uma média de 2,2 provas. O tempo médio para atingir o xilema (X) e iniciar ingestão (Xi) após o início da primeira prova foi 27.8 min e 34,2 min, respectivamente. Entretanto, verificou-se ingestão prolongada no xilema (Xi > 5 min) somente após 39,8 min, em média. Em um outro estudo, investigou-se a relação dos padrões S, X e Xi com os processos de aquisição e inoculação de X. fastidiosa em citros. B. xanthophis adquiriu X. fastidiosa somente no padrão Xi. Após 1 h de ingestão no xilema, esta cigarrinha transmitiu a bactéria para plantas-teste com uma eficiência de 7,7%. A inoculação ocorreu durante os padrões S, S+X e S+X+Xi, com eficiência de 3,5; 7,1 e 7,4%, respectivamente. Um fato intrigante foi a ocorrência de inoculação de X. fastidiosa pelo inseto antes de atingir os vasos do xilema, durante o padrão S. Contudo, as maiores taxas de transmissão ocorreram após o contato com o xilema (S+X ou S+X+Xi). Por fim, estudou-se o efeito da infecção sintomática e assintomática por X. fastidiosa em plantas cítricas sobre a penetração estiletar de B. xanthophis. O comportamento alimentar foi semelhante em plantas sadias e infectadas sem sintomas. A infecção sintomática não afetou a capacidade de B. xanthophis localizar os vasos do xilema, mas reduziu o tempo gasto por este inseto ingerindo seiva dos mesmos. Estes resultados sugerem que a aquisição de X. fastidiosa pode ser mais eficiente em plantas infectadas assintomáticas do que em plantas com sintomas severos de CVC. As informações sobre penetração estiletar do vetor B. xanthophis em citros são importantes para estudos mais avançados de mecanismos de transmissão de X. fastidiosa, bem como para estabelecer estratégias que visem interferir neste processo. / Xylella fastidiosa is a xylem-limited bacterium transmitted mainly by leafhoppers (Hemiptera: Cicadellidae) in the subfamily Cicadellinae. In Brazil, it is the causal agent of Citrus variegated chlorosis, a disease that affects sweet orange [Citrus sinensis (L.) Osbeck]. The goal of this research was to characterize the feeding behavior of the cicadeline vector Bucephalogonia xanthophis (Berg) in citrus and correlate its feeding activities with transmission of X. fastidiosa. Initially, choice tests and honeydew excretion analyses were carried out to determine preferred feeding sites and periods on citrus nursery trees. B. xanthophis preferred the stems of young shoots, in the upper part of the plant. This species ingested sap from the xylem vessels and showed larger excretion volume and higher proportion of excreting individuals during the day. Thus, vector stylet penetration was studied on the stem of citrus shoots in the photophase, by using the Electrical Penetration Graph (EPG, DC system) technique. The main EPG waveforms were correlated with histological and honeydew excretion analyses to determine the precise stylet position in the plant tissue and feeding activities. Six waveforms and proposed activities are described: (S) secretion of salivary sheath and intracellular pathway; (R) stylets inserted into the plant, without any apparent activity; (X) contact of stylets with xylem vessels; (Xi) active xylem ingestion; (I) interruption between X and Xi; and (W) stylet withdrawal from the plant. During a probe, the most likely sequence of events is stylet pathway (S) through epidermal and parenchymal cells (all individuals), followed by contact with xylem (X) (67.6% of all individuals) and then active ingestion (Xi) (88.3% of those that exhibit waveform X). The xylem was reached after an average of 2.2 probes. The mean time to contact the xylem (X) and initiate ingestion (Xi) after onset of the first probe was 27.8 and 34.2 min, respectively. However, sustained xylem ingestion (Xi > 5 min) was established only after 39.8 min, on average. In a second study, the waveforms S, X and Xi were correlated with X. fastidiosa acquisition and inoculation in citrus. Acquisition of X. fastidiosa from infected plants occurred only after onset of the pathogen to 7.7% of test plants. In healthy plants, inoculation took place during waveform Xi (xylem ingestion); but with just 1 h in Xi, B. xanthophis subsequently transmitted waveforms S (salivary sheath formation and stylet pathway), S+X (X= first xylem contact by stylets) and S+X+X1, with efficiencies of 3.5, 7.1 and 7.4%, respectively. Although higher transmission rates were recorded after the first contact with xylem (S+X and S+X+Xi), it is intriguing the fact that inoculation of this xylem-limited bacterium also occurred before that (during S). Finally, the effect of X. fastidiosa infection on the feeding behavior of B. xanthophis was studied by comparing stylet penetration on: a) healthy citrus; b) symptomless infected citrus; c) infected citrus with CVC symptoms. Based on the analysis of 26 EPG parameters, no significant differences were found in stylet penetration on healthy versus asymptomatic infected citrus. Symptomatic infection did not affect the ability of B. xanthophis to locate xylem vessels, but reduced the time spend by this vector ingesting xylem sap. These results suggest that X. fastidiosa acquisition may be more efficient on symptomless infected plants than on citrus with severe CVC symptoms. Information on vector feeding behavior is basic for future studies on transmission mechanisms of X. fastidiosa and to establish control strategies aimed to interfere with this process.

Xylella fastidiosa é uma bactéria fitopatogênica, responsável por doenças em diversas plantas de importância econômica. Diversas cepas têm sido estudadas, porém, pouco se sabe a respeito da resposta a estresses ambientais em X. fastidiosa. Utilizando a tecnologia de microarranjos de DNA, verificou-se a resposta global aos estresses térmico, salino e osmótico em nível de transcrição. Os experimentos foram realizados em séries temporais, os perfis de expressão gênica dos genes diferencialmente expressos foram agrupados e validados por RT-PCR quantitativo. No choque térmico, 261 genes foram induzidos (9,7%) e 222 genes foram reprimidos (8,3%). Dentre os genes altamente induzidos, destacam-se os que codificam proteínas de choque térmico (Hsps), que previnem a desnaturação e a formação de agregados protéicos ou degradam polipeptídeos irreversivelmente desnaturados. A partir da determinação do início de transcrição de seis genes altamente induzidos no choque térmico, propôs-se um consenso para promotores dependentes do fator sigma alternativo que controla a resposta ao choque térmico, sigma32. Observou-se também a indução de genes relacionados ao estresse extracitoplasmático, que são regulados pelo fator sigma alternativo sigmaE. No choque osmótico e salino, os genes codificando a maioria das Hsps foram reprimidos na exposição prolongada a esses estresses, indicando que a resposta não é mediada por sigma32 ou sigmaE. Dos 142 genes induzidos tanto no estresse salino como osmótico, 57% codificam proteínas hipotéticas ou hipotéticas conservadas, indicando uma possível função na resposta a estes estresses. Observou-se a repressão de genes relacionados à síntese protéica e ao metabolismo intermediário nos três estresses analisados, além da indução de genes relacionados à virulência como toxinas e adesinas, revelando a complexa rede de genes envolvida na resposta a estresses ambientais. Para auxiliar a análise de dados de microarranjos de DNA, foram desenvolvidas três ferramentas de bioinformática: HTself, utilizada na determinação de genes diferencialmente expressos; BayGO, utilizada na análise categorias funcionais altamente representadas dentre os genes de interesse e SpotWhatR, uma plataforma que integra programas utilizados nas diversas etapas da análise e pré-processamento de dados de microarranjos, com uma interface de fácil utilização. Estas ferramentas foram utilizadas com sucesso e estão disponíveis livremente para outros pesquisadores. / Xylella fastidiosa is a phytopathogenic bacterium responsible for diseases in many economically important crops. Although different strains have been studied, little is known about X. fastidiosa stress responses. To investigate X. fastidiosa genes involved in heat, salt and osmotic shock responses, we performed a whole genome microarray analysis in time-course experiments. The expression profiles of the differentially expressed genes were grouped and their expression patterns were validated by quantitative RT-PCR experiments. During heat shock, 261 genes were induced (9.7%) and 222 genes were repressed (8.3%). Among the differentially expressed genes, the ones presenting the highest induction ratios encode heat shock proteins (Hsps), which prevents protein misfolding and aggregation or promote the degradation of the irreversibly denatured polypeptides. We determined the transcription start sites of six heat shock inducible genes and analyzed their promoter regions, which allowed us to propose a putative consensus for sigma32 promoters in X. fastidiosa. We also observed the induction of genes related to the extracytoplasmic stress response, that are regulated by the alternative sigma factor sigmaE. During prolongued exposure to salt and osmotic stress, genes encoding most of the Hsps were repressed, indicating that the response is not mediated by sigma32 or sigmaE. Among the 142 genes induced by both salt and osmotic stress, 57% encode hypothetical or conserved hypothetical proteins, indicating a possible role of these genes in the stress response. In addition, we observed the repression of genes related to protein biosynthesis and intermediary metabolism during the three stresses tested, besides the induction of genes related to virulence such as toxins and adhesins, revealing the complex network of genes that work together in response to environmental stresses. To facilitate the microarray data analysis process, we developed three bioinformatics tools: HTself, which is used to determine the differentially expressed genes; BayGO, which aims at finding over-represented gene categories and SpotWhatR, a system that integrates programs used in different steps of microarray data analysis in a user-friendly interface. These tools were successfully used and are freely available to the research community.

O diagnóstico rápido e eficiente da mastite subclínica é importante para reduzir a persistência da doença e os prejuízos decorrentes. O objetivo do estudo foi avaliar a técnica de espectrometria de massas (MS) por ionização e dessorção a laser assistida por matriz - tempo-de-vôo (MALDI-TOF) para identificação de bactérias causadoras de mastite subclínica bovina por dois métodos: 1) a partir de bactérias isoladas por cultivo icrobiológico; 2) a partir da recuperação de bactérias diretamente do leite, visando eliminar completamente a necessidade de cultivo microbiológico para identificação dos patógenos. O estudo foi composto por dois experimentos (1 e 2), no experimento 1 foram utilizadas 33 amostras de leite provenientes de animais das raças Gir e Holandesa de quatro fazendas leiteiras para a identificação icrobiológica e MALDI-TOF MS. As amostras com resultados conflitantes foram confirmadas por sequenciamento do gene 16S rRNA. Os resultados de cultura microbiológica foram Staphylococcus aureus (n = 13), Streptococcus agalactiae (n = 10) e Estafilococos coagulase negativo (ECN) (n = 10). Para todas as amostras de Streptococcus agalactiae, resultados similares foram observados para a identificação microbiológica e por MALDI-TOF MS. De 13 isolados de Staphylococcus aureus, 11 foram igualmente identificados por MALDITOF, 1 isolado foi identificado como Staphylococcus haemolyticus por sequenciamento do gene 16S rRNA, e o outro isolado isolado com resultado conflitante foi caracterizado como cultura mista de Staphylococcus aureus e Enterococcus faecalis. Em relação às amostras de ECN, todas as amostras do grupo foram identificadas por MALDI-TOF em nível de gênero (S. simulans, S. epidermidis, S. Haemolyticus, S. Chromogens e S. aureus coagulase negativa). No experimento 2 foi avaliado o método de recuperação de bactérias presentes em leite e sua identificação por MALDI-TOF MS utilizando o método de contaminação experimental de leite com Escherichia coli, Enterococcus faecalis e Staphylococcus aureus. A identificação de patógenos recuperados diretamente do leite foi possível quando a concentração de E. faecalis e S. aureus foi de 106 ufc/mL, e de 107 ufc/mL para E.coli. Concluímos que o uso de MALDI-TOF MS pode acelerar a identificação de patógenos causadores de mastite subclínica bovina podendo contribuir para a adoção de medidas de controle e tratamento mais adequado. / Rapid and efficient diagnosis of subclinical mastitis is important to reduce the persistence of the disease and its losses. This study aimed to evaluate the technique of mass spectrometry (MS) and desorption ionization by matrix assisted laser time-offlight (MALDI-TOF) for identification of bacteria causing bovine subclinical mastitis by two methods: 1) from bacteria isolated by microbiological culture, 2) from bacteria recovered directly from milk, to eliminate completely the need for microbiological culture for identification of pathogens. The study consisted of two experiments (1 and 2).In experiment 1, 33 milk samples from Gir and Holstein animals collected in four dairy farms were used for microbiological identification and MALDI-TOF MS. The samples with different results were confirmed by sequencing the 16S rRNA. These samples were identified by microbiological culture as Staphylococcus aureus (n = 13), Streptococcus agalactiae (n = 10) and Staphylococcus coagulase negative (SCN) (n = 10). For all strains of Streptococcus agalactiae, similar results were observed for microbiological identification and MALDI-TOF MS. From 13 isolates of Staphylococcus aureus, 11 were also identified by MALDI-TOF, one isolate was identified as Staphylococcus haemolyticus by 16S rRNA sequencing , and the other discrepant sample was charactezided a mixed culture of Staphylococcus aureus and Enterococcus faecalis. Regarding the SCN samples, all samples of this group were identified by MALDI-TOF at gender level (S. simulans, S. epidermidis, S. haemolyticus, S. Chromogens and S. aureus coagulase negative). In experiment 2, we evaluated the method of recovery of bacteria present in milk and their identification by MALDI-TOF MS using experimental method of contamination of milk with Escherichia coli, Enterococcus faecalis and Staphylococcus aureus. The identification of pathogens recovered directly from milk was possible when the concentration of E. faecalis and S. aureus was 106 ufc/mL and 107 ufc/mL for E.coli. We conclude that the use of MALDI-TOF MS can accelerate the identification of pathogens causing bovine subclinical mastitis may contribute to the adoption of control measures and appropriate treatment.

A colonização da mucosa respiratória é a primeira etapa na patogênese de Streptococcus pneumoniae, bactéria causadora de pneumonia, meningite, e otite média, responsável por mais de um milhão de mortes por ano no mundo. As proteínas de superfície PsaA e PspA têm sido investigadas como candidatos vacinais para estas doenças. CTB é a porção não tóxica da toxina colérica (CT), responsável pela ligação da toxina ao receptor celular GM1 e descrita como adjuvante de mucosas. Neste trabalho, estes genes de S. pneumoniae foram clonados em pAE, um vetor de expressão de E. coli, que utiliza o promotor T7, ou a 3\' de ctxB no plasmídeo pAE-ctxB. As proteínas recombinantes CTB, PsaA, CTB-PsaA, PspA1, CTB-PspA1, PspA3 e CTB-PspA3 foram expressas em E. coli BL21 (SI) e purificadas através de coluna carregada com níquel. Ensaios de ligação ao receptor GM1 mostraram que CTB e a porção CTB das proteínas de fusão foram obtidas na forma funcional. Imunização por via intranasal com CTB-PsaA e, por via intranasal e intradérmica com CTB-PspA1 e CTB-PspA3 induziu a produção de IgG no soro. Em compensação, somente a imunização com a fusão CTB-PsaA induziu produção de IgA nas secreções de mucosa. Ensaios de colonização da nasofaringe de camundongos BALB/C e C57BL/6 mostraram que a imunização intranasal com CTB-PsaA resulta em diminuição de colonização por S. pneumoniae. Desafios letais com linhagem virulenta de S. pneumoniae mostraram que a imunização intradérmica com CTB-PspA3, ao contrário da imunização intranasal, é capaz de proteger os animais. Uma vez que estas proteínas de fusão induziram resposta imune protetora, estas deverão ser investigadas como componentes de uma nova vacina para infecções causadas por S. pneumoniae. / The colonization of the respiratory mucosa is the first step in the pathogenesis of Streptococcus pneumoniae, bacterium that causes pneumonia, meningitis and otitis media. It is responsible for more than one million deaths per year worldwide. The surface proteins PsaA and PspA have been investigated as vaccine candidates against these diseases. CTB is the non-toxic portion of cholera toxin (CT), responsible for the toxin binding to the cellular receptor GM1 and described as mucosal adjuvant. In this study, these genes from S. pneumoniae were cloned in pAE, an E. coli expression vector that uses T7 promoter, or downstream to ctxB gene in the pAE-ctxB plasmid. The recombinant proteins CTB, PsaA, CTB-PsaA, PspA1, CTB-PspA1, PspA3 and CTB-PspA3 were expressed in E. coli BL21 (SI) and purified through a chelating resin charged with nickel. GM1 binding assays showed that CTB and CTB portion of the fusion proteins were functional. Intranasal immunization with CTB-PsaA and, intranasal and intradermal administration of CTB-PspA1 and CTB-PspA3 induced IgG production in the serum. On the other hand, only CTB-PsaA fusion protein induced IgA in the mucosal secretions. Nasopharyngeal colonization assays in BALB/C and C57BL/6 mice showed that intranasal immunization with CTB-PsaA results in a decrease of colonization by S. pneumoniae. Lethal challenges with S. pneumoniae virulent strains indicated that intradermal immunization with CTB-PspA3, in contrast to the intranasal immunization, is able to protect mice. Since the fusion proteins induced a specific immune response, they should be further investigated as components of a new vaccine against infections caused by S. pneumoniae.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(農学) / 甲第22495号 / 農博第2399号 / 新制||農||1076(附属図書館) / 学位論文||R2||N5275(農学部図書室) / 京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻 / (主査)教授 栗原 達夫, 教授 小川 順, 教授 木岡 紀幸 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Agricultural Science / Kyoto University / DGAM

Thesis (Ph. D. (Microbiology)) -- University of Limpopo, 2020 / The use of lignocellulosic biomass for bioethanol production is largely dependent on cost effective production of cellulase enzymes and most importantly, the availability of cellulases with sufficient β-glucosidase activity for complete hydrolysis of cellulose to glucose. Commercial cellulase preparations are often inefficient in the complete hydrolysis of cellulose to glucose. The addition of β-glucosidases to commercial cellulase preparations may enhance cellulolytic activity in the saccharification of cellulose to fermentable sugars. A β-glucosidase producing thermophilic bacterium, Anoxybacillus sp. KTC2 was isolated from a hot geyser in the Zambezi Valley, Zimbabwe. The bacterium identified through biochemical tests and 16S rDNA sequencing, had an optimal growth temperature and pH of 60˚C and pH 8, respectively. The β-glucosidase enzyme had an optimal temperature of 60˚C and a broad pH range for activity, between 4.5 and 7.5 with an optimum at pH 7. The β-glucosidase enzyme retained almost 100% activity after 24 hours’ incubation at 50˚C. The Anoxybacillus sp. KTC2 β-glucosidase was partially purified and a partial amino acid sequence obtained through MALDI-TOF analysis. The whole genome of Anoxybacillus sp KTC2 β-glucosidase was sequenced and a β-glucosidase gene identified. The deduced amino acid sequence corresponded to the peptide sequences obtained through MALDI-TOF, confirming the presence of the a β glucosidase on the genome of Anoxybacillus sp KTC2. Analysis of the deduced amino acid sequence revealed that the β-glucosidase enzyme belongs to the GH family 1. The β-glucosidase gene was isolated by PCR and successfully cloned into an E. coli expression system. The saccharification efficiency of the β-glucosidase enzyme was evaluated through the creation of enzyme cocktails with the commercial cellulase preparation, CelluclastTM. CelluclastTM with the Anoxybacillus sp KTC2 β-glucosidase were used to hydrolyse pure Avicel cellulose, at 50˚C over a 96 hour reaction time. The Anoxybacillus sp KTC2 β-glucosidase enabled a 25% decrease in the total cellulose loading without a decrease in the amount of glucose released. / University of Limpopo staff development programme and VLIR

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O cancro cítrico, causado por Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac), é um dos mais graves problemas fitossanitário da citricultura brasileira. Com a introdução da lagarta minadora dos citros (Phyllocnistis citrella [LMC]), houve um aumento drástico do número de focos do cancro cítrico, além da mudança do padrão espacial de fortemente agregado para moderadamente agregado e ao acaso. Foram avaliados: (1) suscetibilidade de três condições foliares: folha intacta, ferimento mecânico e injúria de LMC nas fases ovo, 1º ínstar, 3º ínstar e pupa, inoculados em diferentes concentrações de Xac (101, 102, 104 e 106 ufc/ml); (2) período de suscetibilidade da folha intacta, do ferimento mecânico e injúria de LMC inoculados a 106 ufc/ml; e (3) efeito da temperatura (12, 15, 20, 25, 30, 35, 40 e 42°C) e duração do molhamento foliar (0, 4, 8, 12, 16, 20 e 24 h) em folhas sem ferimento inoculadas a 106 ufc/ml. A concentração mínima de inóculo para causar sintomas da doença em folha intacta, injúria de LMC fase ovo e 1º ínstar foi de 104 ufc/ml; em ferimento mecânico e injúria de LMC fase 3º ínstar e pupa, 102 ufc/ml. Injúria da fase pupa resultou em grande severidade do que nos demais tratamentos a 106 ufc/ml (2 vezes maior do que em folha intacta).O período de suscetibilidade da injúria de LMC foi seis vezes mais longo do que do ferimento mecânico e a máxima suscetibilidade foi três vezes maior que em folha intacta. A LMC está relacionada com o aumento do dano que expõem mesofilo foliar à infecção direta de Xac, aumentando a suscetibilidade da folha por longo período. A faixa de temperatura ótima para o desenvolvimento do cancro cítrico foi de 25-35ºC. Entretanto, a severidade foi mais alta entre 30-35ºC. Sintomas de cancro não desenvolveram a 42ºC e na ausência de molhamento foliar. O efeito da temperatura foi maior do que a duração do molhamento foliar. A mínima duração de molhamento para infecção de Xac foi menor que 4 horas. / Asiatic citrus canker, caused by X. axonopodispv.citri (Xac), is one of the most serious phytosanitary problems in Brazilian citrus crops.The introduction of the citrus leafminer (Phyllocnistis citrella [CLM]), has resulted in an increase in the number of disease foci and has changed the spatial pattern of citrus canker symptomatic trees from strong aggregation to intermediate aggregation and random patterns. We evaluated: (1) susceptibility of three distinct leaf condition: intact leaves, mechanical wounding, and injury caused by CLM at the egg stage, 1st instar, 3rd instar, and pupal stage, inoculated at different concentration of Xac (101, 102, 104, and 106 cfu/ml); (2) susceptibility period of intact leaves, mechanical wounding, and CLM injury inoculated at 106 ufc/ml; and (3) effect of temperature (12, 15, 20, 25, 30, 35, 40 and 42°C) and leaf wetness durations (0, 4, 8, 12, 16, 20, and 24 h) on unwounded leaves inoculated at 106 ufc/ml. The minimum inoculum concentration to cause symptom development in intact leaves, CLM injury at the egg stage and 1st instar was 104 cfu/ml; in mechanically wounded leaves and CLM injuries at the 3rd instar and pupa stage, 102 cfu/ml. The injuries from pupa stage resulted in greater disease severity than other treatments at 106 cfu/ml (two times higher than in the intact leaf). Susceptibility period of CLM injury was six time longer than mechanical wounding and maximum observed susceptibility was three times higher than intact leaf. CLM is related to the amount of damage that exposes mesophyll cells to direct Xac infection, increasing the susceptibility of leaf for long period. Optimal temperature for development of citrus canker was 25-35°C. However, disease severity was highest in the range 30-35°C. Symptoms did not develop at 42°C and zero hour of leaf wetness duration. Effect of temperature was .greater than leaf wetness duration. The minimum wetness duration for Xac infection was as short as 4 h.