The general objectives of this thesis were: (i) to determine the etiological and molecular profile of clinical mastitis (CM) in 20 dairy herds of Southeast, Brazil; and (ii) to quantify antimicrobial used for treatment of CM in the study population. To achieve this goals, four studies were performed. In the Study 1, we characterized the pathogen frequency and severity of CM in dairy herds. In addition, we determined the incidence rate of clinical mastitis (IRCM) and its association with the following herd-level descriptors: bulk milk somatic cell count (BMSCC), bulk milk total bacterial count (BMTBC), herd size (number of lactating cows), milk yield, housing system and season. The association between herd-level descriptors and IRCM were determined by two groups of mixed regression models: one based on the overall IRCM, and five based on the following specific-pathogen groups: contagious, other Gram-positive, Gram-negative, other (composed of yeast and Prototheca spp), and negative culture. A total of 5,957 quarter-cases of CM were recorded and the most frequently isolated pathogens were Escherichia coli (6.6% of total cultures), Streptococcus uberis (6.1%), and Streptococcus agalactiae (5.9%). The majority of CM cases were mild (60.3%), while 34.1% were moderate and 5.6% severe. Overall, the IRCM was 9.7 quarter-cases per 10,000 quarter-days at risk (QDAR), and the only herd-level parameter associated with overall IRCM was BMSCC, in which the highest IRCM was observed for herds with BMSCC >600.000 × 103 cells/mL. In the models evaluating the specific-pathogen groups, IRCM with isolation of major contagious pathogens was associated with BMSCC, milk yield and housing system. For the evaluation of other Gram-positive pathogens, the IRCM was higher in the rainy season of 2015 in comparison with the other seasonal categories. In addition, for the model evaluating the Gram-negative group, the IRCM was highest in herds with BMTBC >30 × 103 cfu/mL. The Study 2 aimed to characterize the treatment profile and quantify the antimicrobial consumption for treatment of CM in dairy herds; and to determine the association of antimicrobial use (AMU) and the same herd-level descriptors as described in the Study 1. Data on treatment practices and AMU were obtained from 19 dairy herds for a period of 12 months per herd. The AMU for treatment of CM was quantified monthly in units of defined daily dose (DDD) and expressed as antimicrobial treatment incidence (ATI; number of DDD per 1,000 lactating cows-day). The overall monthly mean ATI was 17.7 DDD per 1,000 lactating cow-days (15.4 for intramammary compounds, and 2.2 for systematically administered antimicrobials). Among intramammary drugs, aminoglycosides had the highest ATI (11.7 DDD per 1,000 lactating cow-days), while for systematically administrated antimicrobials, fluoroquinolones (4.2 DDD per 1,000 lactating cow-days) were the most frequently used antimicrobials. Herd size and BMSCC were positively associated with ATI. In addition, herd-level ATI was higher in freestall herds than in compost bedded-pack barns. In the Study 3, we determined the phylogeny of E. coli strains isolated from CM in dairy cows and the association of most frequent phylogroups with antimicrobial susceptibility. A total of 100 E. coli isolates recovered from CM cases described in the Study 1 were categorized according to their phylogenetic group using a quadruplex PCR method; antimicrobial susceptibility pattern was also evaluated. Most isolates were assigned to phylogenetic group A (52%), followed by B1 (38%), B2 (2%), C (4%), D (3%), and E (1%). Resistant isolates were observed for all evaluated antimicrobials. Overall, more than 96% of E. coli isolates were resistant to ampicillin, and more than 23% were resistant to cephalothin, sulphadimethoxine or tetracycline. High levels of resistance (>70%) were also found to erythromycin, oxacillin, penicillin, penicillin associated with novobiocin, and pirlimycin. In contrary, high susceptibility was observed to ceftiofur (96.8%) among E. coli isolates. Difference in the antimicrobial susceptibility among phylogenetic groups was observed only for cephalothin, in which E. coli strains belonging to the phylogroup A were inhibited at lower antimicrobial concentrations than strains assigned to the phylogroup B1. In Study 4, we evaluated the genotypic diversity among Strep. agalactiae and Strep. uberis isolates recovered from CM in dairy cows; in addition, the study evaluated the association of genotypes clustered by genetic similarity with antimicrobial susceptibility pattern. Isolates were subtyped using randomly amplified polymorphic DNA (RAPD) analysis. A great genotypic diversity was found for both Strep. agalactiae (45 subtypes out of 89 isolates) and Strep. uberis (56 subtypes out of 88 isolates). For evaluation of antimicrobial susceptibility, subtypes of Strep. agalactiae were clustered into three groups (Ia, Ib and II), while Strep. uberis subtypes were clustered into two groups (I and II) according to their genetic similarity. Overall, Strep. agalactiae isolates showed high susceptibility to most antimicrobials, except to tetracycline and erythromycin. Differences in the antimicrobial susceptibility among clusters of Strep. agalactiae were observed for ampicillin, ceftiofur, erythromycin, pirlimycin, sulphadimethoxine and tetracycline. In contrary, Strep. uberis isolates were categorized as resistant to most antimicrobials, except to cephalothin and penicillin+novobiocin. No differences were observed among clusters for all antimicrobials in the analysis of Strep. uberis. In conclusion, the results of this thesis indicated a high IRCM in the evaluated herds, and although environmental pathogens were the most common cause of CM in these herds, contagious pathogens such as Strep. agalactiae and Staph. aureus, are still a concern in some dairy herds of Brazil. Furthermore, high frequencies of AMU and off-label protocols were observed among the evaluated herds. The non-judicious use of antimicrobials can become a risk factor for the development of antimicrobial resistance, which was even observed for isolates belonging to the three most prevalent bacterial species identified from CM cases in our study (E. coli, Strep. agalactiae and Strep. uberis). Finally, because there were some herd-level descriptors associated with the IRCM and AMU in our study, there may be opportunity for management strategies aiming to improve the control of CM in dairy herds of southeastern Brazil. / Os objetivos gerais desta tese foram: (i) determinar o perfil etiológico e molecular da mastite clínica (MC) em 20 rebanhos leiteiros do Sudeste do Brasil; e, (ii) quantificar os antimicrobianos usados para tratamento da MC na população estudada. Para alcançar esses objetivos, quatro estudos foram realizados. No Estudo 1, foi caracterizada a frequência de patógenos causadores de MC e a gravidade das infecções nos rebanhos leiteiros. Além disso, foi determinada a taxa de incidência de mastite clínica (TIMC) e sua associação com as seguintes variáveis em nível de rebanho: contagem de células somáticas em leite de tanque (CCSLT), contagem bacteriana total em leite de tanque (CBTLT), tamanho (número de vacas em lactação), produção de leite, sistema de alojamento e estação do ano. A associação entre as variáveis em nível de rebanho e a TIMC foi determinada por dois grupos de modelos de regressão logística multivariada: um baseado na TIMC geral, e cinco baseados nos seguintes grupos específicos de patógenos: contagiosos, outros Gram-positivos, Gram-negativos, outros patógenos (composto de leveduras e Prototheca spp.), e cultura negativa. Um total de 5.957 casos de MC em nível de quarto mamário foi registrado e os patógenos mais prevalentes foram Escherichia coli (6,6% de todas as culturas), Streptococcus uberis (6,1%), e Streptococcus agalactiae (5,9%). A maioria dos casos de MC foi de gravidade leve (60,3%), enquanto 34,1% dos casos foram moderados e 5,6% foram graves. A TIMC geral foi de 9,7 casos por 10.000 quartos-dia em risco (QDR), e o único parâmetro em nível de rebanho associado com a TIMC geral foi a CCSLT, em que a TIMC mais alta foi observada em rebanhos com CCSLT >600.000 × 103 células/mL. Nos modelos que avaliaram os grupos específicos de patógenos, a TIMC de patógenos contagiosos foi associada com a CCSLT, produção de leite e sistema de alojamento. Na avaliação de outros patógenos Gram-positivos, a TIMC foi maior na estação chuvosa de 2015 em comparação com as outras categorias referentes à estação do ano. Adicionalmente, para o modelo avaliando o grupo de patógenos Gram-negativos, a TIMC foi mais alta em rebanhos com CBTLT >30.000 × 103 ufc/mL. O Estudo 2 teve como objetivo caracterizar o perfil de tratamento e o consumo de antimicrobianos em rebanhos leiteiros; e determinar a associação de uso de antimicrobianos (UAM) e as mesmas variáveis em nível de rebanho descritas no Estudo 1. Dados sobre as práticas terapêuticas e UAM foram obtidos de 19 rebanhos leiteiros durante um período de 12 meses por rebanho. A frequência de UAM para tratamento da MC foi quantificada mensalmente em unidades de doses definidas diárias (DDD) e expressa como incidência de tratamento antimicrobiano (ITA: número de DDD por 1.000 vacas em lactação-dia). A média de ITA mensal foi de 17,7 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia (15,4 para compostos intramamários, e 2,2 para compostos sistêmicos). Entre os produtos intramamários, os aminoglicosídeos tiveram a ITA mais alta (11,7 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia), enquanto que para os compostos administrados pela via sistêmica, as fluoroquinolonas (4,2 DDD por 1.000 vacas em lactação-dia) foram os antimicrobianos mais frequentemente usados. O tamanho do rebanho e CCSLT foram positivamente associados com a ITA. Além disso, a ITA foi mais alta em rebanhos com freestall do que em rebanhos com sistema tipo compost barn. No Estudo 3, determinou-se a filogenia de cepas de E. coli isoladas de casos de MC em vacas leiteiras, e a associação dos filogrupos mais frequentes com a susceptibilidade aos antimicrobianos. Um total de 100 isolados de E. coli identificados nos casos de MC descritos no Estudo 1 foram categorizados de acordo com os grupos filogenéticos por meio de um método de PCR quadruplex; o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos também foi avaliado. A maioria dos isolados pertenceram ao grupo A (52%), seguido dos grupos B1 (38%), B2 (2%), C (4%), D (3%), e E (1%). Foram encontrados isolados resistentes para todos os antimicrobianos avaliados. De forma geral, mais de 96% dos isolados de E. coli foram resistentes a ampicilina, e mais de 23% foram resistentes a cefalotina, sulfadimetoxina ou tetraciclina. Altos níveis de resistência (>70%) foram encontrados também para eritromicina, oxacilina, penicilina e penicilina associada a novobiocina. Ao contrário, foi observado alta susceptibilidade ao ceftiofur (96.8%) entre os isolados de E. coli. Diferenças na susceptibilidade entre os grupos filogenéticos foi observada apenas para a cefalotina, em que os isolados de E. coli pertencentes ao filogrupo A foram inibidos em concentrações de antimicrobianas mais baixas que isolados pertencentes ao filogrupo B1. No Estudo 4, avaliou-se a diversidade genotípica entre isolados de Strep. agalactiae e Strep. uberis identificados em casos de MC em vacas leiteiras; adicionalmente, o estudo avaliou a associação dos genótipos agrupados de acordo com a similaridade genética com o perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos. Os isolados foram genotipados por meio do método de amplificação randômica de DNA polimórfico (RAPD). Grande diversidade genotípica foi observada tanto para o Strep. agalactiae (45 subtipos de 89 isolados) quanto para Strep. uberis (56 subtipos de 89 isolados). Para a avaliação de susceptibilidade aos antimicrobianos, os subtipos de Strep. agalactiae foram agrupados em três clusters (Ia, Ib e II), enquanto que os subtipos de Strep. uberis foram agrupados em dois clusters (I e II) de acordo com a similaridade genética. De forma geral, os isolados de Strep. agalactiae apresentaram alta susceptibilidade à maioria dos antimicrobianos, exceto para tetraciclina e eritromicina. Diferenças na susceptibilidade aos antimicrobianos entre os clusters de Strep. agalactiae foram observadas para ampicilina, ceftiofur, eritromicina, pirlimicina, sulfadimetoxina e tetraciclina. Por outro lado, os isolados de Strep. uberis foram resistentes à maioria dos antimicrobianos, exceto para cefalotina e penicilina + novobiocina. Não foram encontradas diferenças entre os clusters para todos os antimicrobianos na análise de Strep. uberis. Em conclusão, os resultados desta tese indicaram alta TIMC nos rebanhos avaliados, e apesar de os patógenos ambientais serem a causa mais comum de MC nestes rebanhos, patógenos contagiosos como Strep. agalactiae e Staph. aureus, ainda são uma preocupação em alguns rebanhos do Brasil. Além disso, observaram-se altas frequências de UAM e de terapias não recomendadas em bula entre os rebanhos avaliados. O uso não judicioso de antimicrobianos pode se tornar um fator de risco para o desenvolvimento da resistência bacteriana aos antimicrobianos, o que foi inclusive observado para isolados pertencentes as três espécies bacterianas mais prevalentes nos casos de MC no nosso estudo (E. coli, Strep. agalactiae e Strep. uberis). Finalmente, pelo fato de algumas variáveis em nível de rebanho terem sido associadas com a TIMC e com o UAM em nosso estudo, é possível que hajam oportunidades para implementação de estratégias de manejo com o objetivo de melhorar o controle da MC em rebanhos leiteiros do sudeste do Brasil.

Made available in DSpace on 2016-12-08T16:44:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PGPV11MA037.pdf: 605162 bytes, checksum: 2e3e438ce062ad8ed7349ee5404d8ab1 (MD5) Previous issue date: 2011-02-09 / The aim of this study was to analyze the genetic control of agronomic characteristics of the bean: cycle, plant height, stem diameter, first pod, number of pods per plant and number of grains per pod, to catarina plateau and study the inheritance of the regeneration capacity in vitro and fixed segregating generations. In the first experiment, the F1 seeds obtained from a diallel crossing scheme with six parents: Xan 159, Perola, BAF 63, IPR Uirapuru, BRS Supreme and BRS Valente, were taken to the field in a completely randomized design with two replications. After harvesting were evaluated according to the six agronomic traits. The diallel was analyzed using Griffing Method I that estimates the general ability and specific combining ability and reciprocal effect. One of diallel crosses obtained by (Xan 159 vs Perola) and its reciprocal (Perola vs Xan 159) were selected because of regeneration capacity in vitro than the parent Xan 159 has to study the genetic inheritance of this feature. The seeds F1, F2, F1r and F2r of crossing Xan 159 vs Perola were evaluated for regeneration potential in vitro, according to a binomial distribution in a completely randomized design, with each seed was considered a repetition. The ability of in vitro regeneration was evaluated by calculating the means and variances were estimated and from these genetic components, environmental and phenotypic, heritability and number of genes. The mean F1, F2, F1r and F2r were tested by t. Diallel analysis showed significant values at 5% for general ability and specific combining indicating that genetic effects are additive and not additive involved in the control of those characteristics. For this reciprocal effect the values were significant indicating that there is the presence of cytoplasmic effect and nuclear gene inherited from the female parent in traits indicating how best female parents access BAF 63 and lineage Xan 159 as best male parents BRS Valente and IPR Uirapuru and the access BAF 63. With respect to general combining ability the genotype Perola is considered promising for improving desirable traits for common bean in the Catarina Plateau and the best combinations based on specific capacity was Xan 159 vs. BRS Supremo, Xan 159 vs. BRS Valente, Perola vs. BAF 63, BAF 63 vs. IPR Uirapuru and BAF 63 vs. BRS Valente. The analysis on the capacity for regeneration in vitro indicate that the parent had a higher average Xan 159, exceeding all generations evaluated for regeneration. With the average fixed generation was found that the allelic interaction in this regeneration in vitro is not addictive. The components of variance indicated that environment 10 has a major contribution in the phenotype of seeds evaluated in comparison with the genetic variance. The value found for broad-sense heritability was intermediate, demonstrating the contribution of genetic factor in the expression of the trait. The estimated number of genes indicates the influence of at least one gene of major effect on regeneration in vitro. From the evaluation performed in the F1 generations (Xan 159 vs. Perola), F2 (Xan 159 vs. Perola) F1r (Perola vs. Xan 159) and F2r (Perola vs. Xan 159) can be seen the presence of the reciprocal effect on the character acting in vitro regeneration of beans / O objetivo deste trabalho foi analisar o controle genético das características de interesse agronômico do feijão: ciclo, estatura de planta, diâmetro do caule, inserção do primeiro legume, número de legumes por planta e número de grãos por legume, para o Planalto Catarinense e estudar a herança da capacidade de regeneração in vitro em gerações fixas e segregantes. No primeiro experimento as sementes F1 obtidas em um esquema de cruzamento dialélico com seis genitores: Xan 159, Pérola, BAF 63, IPR Uirapuru, BRS Supremo e BRS Valente, foram levadas a campo em um delineamento inteiramente casualizado com duas repetições. Depois de colhidas foram avaliadas de acordo com as seis características de interesse agronômico. O dialelo foi analisado utilizando o Método I de Griffing que estima a capacidade geral e a capacidade específica de combinação e o efeito do recíproco. Um dos cruzamentos obtidos com o dialelo (Xan 159 vs. Pérola) e o seu recíproco (Pérola vs. Xan 159) foram selecionados devido a capacidade de regeneração in vitro que o genitor Xan 159 apresenta, para estudar a herança genética da capacidade de regeneração in vitro. As sementes F1, F2, F1r e F2r do cruzamento Xan 159 vs Pérola foram avaliadas quanto ao potencial de regeneração in vitro, de acordo com uma distribuição binomial em um delineamento inteiramente casualizado, sendo que, cada semente foi considerada uma repetição. A capacidade de regeneração in vitro foi avaliada através de cálculos de médias e variâncias e a partir delas foram estimados os componentes genético, ambiental e fenotípico, a herdabilidade e o número de genes. As médias das gerações F1, F2, F1r e F2r foram testadas pelo teste t. A análise dialélica mostrou valores significativos a 5% para a capacidade geral e específica de combinação indicando que existem efeitos gênicos aditivos e não aditivos envolvidos no controle das características avaliadas. Para o efeito recíproco os valores foram significativos indicando que existe a presença de efeito citoplasmático e de genes nucleares herdados do genitor feminino nos caracteres avaliados indicando como melhores genitores femininos o acesso BAF 63 e a Linhagem Xan 159 e como melhores genitores masculinos as cultivares BRS Valente e IPR Uirapuru e o acesso BAF 63. A capacidade geral de combinação da cultivar Pérola é considerada promissora para melhorar características desejáveis para o feijão no Planalto Catarinense e as melhores combinações com base na capacidade específica foram Xan 159 vs. BRS Supremo, Xan 159 vs. BRS Valente, Pérola vs. BAF 63, BAF 63 vs. IPR Uirapuru e BAF 63 vs. BRS Valente. O genótipo Xan 159 apresenta um bom potencial para 8 regenerar in vitro, superando as demais gerações fixas e segregantes. Com as médias das gerações fixas foi constatado que a interação alélica presente na capacidade de regeneração in vitro é não aditiva. Os componentes da variância indicam que o ambiente possui uma maior contribuição no fenótipo das sementes avaliadas em comparação com a variância genética. O valor encontrado para herdabilidade no sentido amplo foi intermediário, demonstrando a contribuição do fator genético na expressão da característica. A estimativa do número de genes indica a influência de pelo menos um gene de efeito maior sobre a regeneração in vitro. A partir da avaliação realizada nas gerações F1 (Xan 159 vs. Pérola), F2 (Xan 159 vs. Pérola), F1r (Pérola vs. Xan 159) e F2r Pérola vs. Xan 159) pode ser constatado a presença do efeito recíproco atuando sobre o caráter regeneração in vitro do feijão

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:30:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao angela.pdf: 1019128 bytes, checksum: 322477efc5355806a9e225d3015698f6 (MD5) Previous issue date: 2008-03-12 / Introduction: There are limited HIV-1 genetic diversity studies performed in Central West and North Brazil subjects. Objectives: To characterize the HIV-1 genetic diversity in the gag region of patients from the States of Tocantins (TO) and Mato Grosso (MT). Material and Methods: 130 patients infected with HIV-1 were recruited from 2003 to 2006, at the regional Public Health Central Laboratories (LACEN) from TO (n=70) e MT (n=60). The HIV-1 genetic diversity in the gag region was investigated by heteroduplex mobility analysis HMA (HMA gag kits/AIDS Reagent Program/ NIH/ USA). For the gag region the Nested-PCR was performed employing the primers H1G777/ H1P02 and H1gag1584/ g17. HIV-1 subtypes references were amplified using the primers of Nested-PCR second round. HMA gag consists in the migration analysis of the hybrid formed by HIV-1 subtypes references and patient samples after polyacrylamide gel electrophoresis (5%). Results: Males were 60% of the study population in TO and 48,3% in MT. The median age was 34 years (21 l71 years) in TO and 35.5 years (4 64 years) in MT. The risk exposure categories of this study group were: sexual exposure (TO: 72.9%, MT: 93.3%), parenteral risk (TO: 4.3%, MT: 3.4%) and vertical case (MT: 1.4%). The HIV-1 subtypes identified by HMA gag were: B (TO: 82.8%, MT: 50.0%), F (TO: 7.8%, MT: 5.6%), C (TO: 4.7%, MT: 11.1%), B/D (TO: 4.7%, MT: 31.5%) and B/F (MT: 1.8%). Subtype B was predominant among men, women and all risk exposure categories. Conclusions: The genetic diversity analysis of HIV-1 isolates from TO and MT pointed subtype B as the prevalent. The most prevalent second form in TO was subtype F and in MT was subtype C. These results contribute to the genetic molecular mapping of the HIV-1 gag region in the Central West and North Brazil. / Introdução: Os estudos sobre a diversidade genética do HIV-1 em pacientes do Centro-Oeste e Norte do Brasil são escassos. Objetivos: Caracterizar a diversidade genotípica do HIV-1 na região gag em pacientes do estado do Tocantins (TO) e Mato Grosso (MT). Material e Métodos: 130 pacientes infectados pelo HIV-1 foram recrutados entre 2003 a 2006, no Laboratório Central dos estado do TO (n=70) e MT (n=60). A diversidade genética do HIV-1 na região gag foi estudada pelo Ensaio de Mobilidade do Heteroduplex-HMA (HMA gag kits/AIDS Reagent Program/ NIH/ USA). A Nested-PCR foi realizada para gag empregando-se os pares de iniciadores H1G777/ H1P02 e H1gag1584/ g17. Cepas de referências dos subtipos do HIV-1 foram amplificadas utilizando os iniciadores da segunda etapa da Nested-PCR . HMA gag consiste na análise de migração de híbridos entre as cepas de referências do HIV-1 e amostras dos pacientes após eletroforese em gel de poliacrilamida (5%). Resultados: A população de estudo consiste de 60% de homens no estado do TO e de 48,3% em MT. A mediana de idade foi de 34 anos (21 71 anos) em TO e 35,5 anos (4 64 anos) em MT. O grupo de estudo incluiu as categorias de exposição sexual (TO: 72,9%, MT: 93,3%), parenteral (TO: 4,3%, MT: 3,4%) e perinatal (MT: 1,4%). Os subtipos do HIV-1 identificados por HMA gag foram: B (TO: 82,8%, MT: 50,0%), F (TO: 7,8%, MT: 5,6%), C (TO: 4,7%, MT: 11,1%), B/D (TO: 4,7%, MT: 31,5%) e B/F (MT: 1,8%). Entre homens, mulheres e em todas as categorias de exposição observamos predomínio do subtipo B. Conclusões: Análise da diversidade genética em isolados de HIV-1 do TO e MT indicou predomínio do subtipo B. A segunda forma mais prevalente no TO foi o subtipo F e no MT o subtipo C. Nossos resultados do estado do Tocantins e Mato Grosso contribuem para o mapeamento genético molecular do HIV-1 no Centro-Oeste e Norte Brasileiro.