Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-02-09T13:09:35Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1300332 bytes, checksum: 1ecfc84b4e141901d87821311427147b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-09T13:09:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1300332 bytes, checksum: 1ecfc84b4e141901d87821311427147b (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The fruit production is very expressive in Brazil, especially the pineapple cultivation, Ananas comosus (L.) Merrill. Fruit that taste and intense aroma, used for industrialization juices, with a good acceptance for consumption. Although the fruit juice not be characterized as a means of frequent contamination of pathogenic microorganisms, the occurrence and the increase in cases of outbreaks bound by these foods is emerging. In this sense, the combination of antimicrobial properties of essential oils in different food matrices has led to investigation of these oils as food preservatives and their performance on the physicochemical properties and sensory product. Given this context, this study aimed to evaluate the potential of the essential oil of Cymbopogon citratus (OECC), compared to bacterial contaminants of pineapple juice (Listeria monocytogens (ATCC7644), Escherichia coli (UFPEDA224) and Salmonella enterica Enteritidis Serova Serova (UFPE414) in mixed inoculum, by determining the minimum inhibitory concentration (MIC) and the influence of the application of OECC on growth and survival of the mixed inoculums. Moreover, the effectiveness of OECC was verified against the indigenous microbiota in pineapple juice; and the evaluation of physical, chemical and sensory parameters of juice with OECC. The value of MIC found was 5μL / mL against the mixed inoculum. Concentrations lower than MIC (2.5 uL / mL -CIM / 2 and 1.25 uL/ mL -CIM / 4) were able to decrease the count of L. monocytogenes and E. coli in pineapple juice values ≥ 5 log (CFU / mL) after 15minutes of exposure in the juice. S. enteritidis, the same level of inhibition was detected after 15 minutes exposure to concentrations in 5μL OECC / ml, 2.5 uL / mL. When OECC was incorporated into juice at a concentration of 1.25 uL / mL, a 1 hour time interval to establish a ≥ 5 log reduction in S. enteritidis was necessary. At concentrations of 0.6 uL / mL - MIF / 8, 1 h 45 min intervals were required to achieve a ≥ 5 log-in E. coli and L. monocytogenes, respectively; while, 12 h were necessary to achieve similar reduction in S. Enteritidis. The OECC (5 uL / mL, 2.5 uL / mL and 1.25 uL / ml) was able to reduce in ≥ 5 log count of mesophilic bacteria, lactic acid bacteria, molds and yeasts that occur naturally in juice pineapple maximum time interval of 2 hr. A reduction of ≥ 5 log was not observed in microorganisms of the indigenous microbiota in the concentration of OECC (0.6 uL / mL). The physico-chemical properties (pH, titratable acidity and soluble solids) of pineapple juice containing the OECC (2.5 uL / mL-CIM / 2 and 1.25 uL / mL-CIM / 4) were kept in the control . The juice samples with OECC (2.5 uL / mL and 1.25 uL / mL) that passed through the sensory panel showed good acceptance for some sensory properties (appearance, odor, viscosity), but parameters of flavor, aftertaste and acceptance overall had unsatisfactory ratings of the panelists. The OECC proved to be an effective alternative in food safety and sensory attributes mentioned above when applied to pineapple juice. Therefore, further studies on the OECC pineapple juice with no additional thermal technology can be used to achieve a balance between the microbiological safety and sensory aspects of the product. / A produção frutífera é muito expressiva no Brasil, destacando-se o cultivo do abacaxi, Ananas comosus (L.) Merril. Fruta essa de sabor e aroma intenso, utilizada para industrialização de sucos, com uma boa aceitação para consumo. Apesar do suco de frutas não caracterizar-se como meio de contaminação frequente de micro-organismos patogênicos, a ocorrência e o aumento dos casos de surtos vinculados por esses alimentos vem surgindo. Nesse sentido, a combinação das propriedades antimicrobianas dos óleos essenciais em diferentes matrizes alimentares tem levado a investigação desses óleos como conservantes de alimento e sua atuação nas propriedades físico-químicas e sensoriais do produto. Diante deste contexto, este estudo objetivou avaliar o potencial antimicrobiano do óleo essencial de Cymbopogon citratus (OECC), frente a bactérias contaminantes de suco de abacaxi (Listeria monocytogens (ATCC7644), Escherichia coli (UFPEDA224) e Salmonella enterica Serova Enteritidis Serova (UFPE414) em inóculo misto, através da determinação da Concentração Inibitória Mínima (CIM), bem como a influência da aplicação desse OECC no crescimento e sobrevivência do inóculo misto. Além disso, foi verificado a eficácia do OECC frente a microbiota autóctone no suco de abacaxi; e a avaliação dos parâmetros físico-químicos e sensoriais do suco com OECC. O valor da CIM encontrado foi de 5μL/mL frente ao inóculo misto. Concentrações inferiores a CIM ( 2,5 μL/mL -CIM/2 e 1,25 μL/mL -CIM/4) foram capazes de diminuir a contagem de L. monocytogenes e E. coli no suco de abacaxi a valores ≥ a 5 log ( UFC/mL) após 15minutos de exposição no suco. Para S. Enteritidis , o mesmo nível de inibição foi detectado após 15 minuto de exposição ao OECC nas concentrações de 5μL/mL, 2,5 μL/mL. Quando o OECC foi incorporado no suco na concentração de 1,25 μL/mL, foi necessário um intervalo de tempo de 1 hora para o estabelecimento de uma redução ≥ a 5 log em S. Enteritidis. Em concentrações de 0,6 μL/mL – CIM/8, intervalos de 1h e 45 min foram necessários para alcançar uma redução ≥ 5-log em E. coli e L. monocytogenes, respectivamente; enquanto, 12 h foram necessárias para alcançar similar redução em S. Enteritidis. O OECC (5 μL/mL, 2,5 μL/mL e 1,25 μL/mL) foi capaz de reduzir em ≥ a 5 log a contagem de bactérias mesófilas, bactérias ácido láticas e bolores e leveduras que ocorrem naturalmente em suco de abacaxi em intervalo de tempo máximo de 2 h. Uma redução de ≥ 5 log não foi observada em micro-organismos da microbiota autóctone na concentração de OECC (0,6 μL/mL). As propriedades físico-químicas (pH, acidez titulável e sólidos solúveis) do suco de abacaxi contendo o OECC (2,5 μL/mL-CIM/2 e 1,25 μL/mL-CIM/4) foram mantidas em relação ao controle. As amostras de suco com OECC (2,5 μL/mL e 1,25 μL/mL) que passaram pelo painel sensorial apresentaram boa aceitação para algumas propriedades sensoriais (aparência, odor, viscosidade), mas parâmetros de sabor, sabor residual e aceitação global tiveram avaliações insatisfatórias dos painelistas. O OECC mostrou-se como uma alternativa eficaz na segurança alimentar e nos atributos sensoriais acima citados quando aplicado em suco de abacaxi. Assim, estudos complementares do OECC em suco de abacaxi com tecnológicas complementares não térmicas podem ser utilizadas para se obter um equilíbrio entre a segurança microbiológica e os aspectos sensoriais do produto.

A murcha bacteriana, causada por Ralstonia solanacearum, afeta principalmente as solanáceas, destacando-se as culturas da batata, berinjela, jiló, pimentão e tomate. No presente trabalho foi conduzida a caracterização molecular de isolados de R. solanacearum e sua possível relação com características relacionadas à morfologia, bioquímica, patogenicidade, agressividade e distribuição geográfica. Foram utilizados 51 isolados pertencentes à biovar 2, sendo 9 provenientes de berinjela e 42 de batata, coletados em diversas regiões brasileiras. A análise molecular permitiu separar os isolados em quatro grupos distintos de padrões de bandas para os iniciadores BOX e ERIC, e em cinco para o iniciador REP. Não foi encontrada relação dos grupos de isolados caracterizados molecularmente com tamanho de colônias, ocorrência de mutantes, produção de melanina, capacidade de colonização do sistema radicular e resistência a antibióticos/fungicidas. A identificação de isolados de batata, como biovar 2-A, e de berinjela, como biovar 2-T, com base em teste bioquímico do uso de trealose, foi confirmadas pela análise molecular. Não houve variação de agressividade entre os isolados inoculados em batata e berinjela, exceção feita ao isolado avirulento CNPH-65. Portanto, isolados das biovares 2-A e 2-T podem infectar estas duas hospedeiras com a mesma intensidade sob altas temperaturas. Para todos os isolados, o desenvolvimento da população bacteriana foi significativamente maior no sistema radicular de plantas das cultivares suscetíveis, tanto para batata como para berinjela. No entanto, dentro de cada cultivar, os isolados se comportaram de maneira semelhante, não sendo possível fazer distinção entre os mesmos. A tentativa de se associar grupos de isolados caracterizados molecularmente com os locais de origem revelou alguns aspectos interessantes. O grupo I agregou somente isolados do Paraná. No grupo II ficaram isolados da Bahia, Distrito Federal e do Paraná. No Grupo III, foram reunidos todos os isolados de berinjela e um único de batata, sendo todos procedentes do Distrito Federal. O grupo IV, de forma semelhante ao grupo II, reuniu isolados de locais diversos como Paraná, Goiás, Rio Grande do Sul e Distrito Federal. Portanto, nos grupos I e III parece haver uma tendência de relação entre grupamento molecular e local de origem, enquanto que para os grupos II e IV, isolados de características genéticas similares são provenientes de locais distintos, apontando considerável diversidade genética do patógeno. / The bacterial wilt disease caused by Ralstonia solonacearum affects mainly the solanaceous species, specially potato, eggplant, peppers, tomato and brazilian gilo (Solanum gilo). This work reports the molecular characterization of R. solanacearum biovar 2 isolates and the possible relationship of this molecular data with other characteristics related to morphology, biochemistry, pathogenicity, aggressiveness and geographical distribution. Fifty-one biovar 2 isolates were studied, 9 isolated from eggplant and 42 from potato, all of them collected from different regions of Brazil. According to the molecular analysis, the isolates were clustered in four different groups, with distinct band patterns to the primers BOX and ERIC, and five groups to the primers REP. There was no relationship between the groups clustered through molecular analyses and phenotypic characteristics, such as colony size, presence of mutants, melanin presence, capability of root system colonization and antibiotic/fungicide resistance. The identification of potato isolates as the biovar 2-A, and the eggplant isolates as biovar 2-T, based on biochemical tests using trealose were confirmed with the molecular analyses. There was no variation of aggressiveness in the isolates inoculated on potato an eggplant, except the avirulent isolate CNPH-65. Consequently, isolates of biovars 2-A and 2-T are able to infect both hosts with the same aggressiveness under high temperatures. The population of all isolates developed in significant levels at the root system of susceptible cultivars of both hosts, potato and eggplant. However, considering each cultivar tested, there was no difference between isolates. Interesting results were observed when the isolates clustered based on molecular data were associated with the geographical region of their collection. The group I clustered only the isolates collected in Paraná. The group II clustered the isolates collected in Bahia, Federal District and some in Paraná. The group III clustered all isolates from eggplant and only one of potato, all of them collected in the Federal District. The group IV, as the group II, clustered isolates from different regions, like Paraná, Goiás, Rio Grande do Sul and Federal District. These results suggest a relationship between the isolates clustered through molecular analysis in the groups II and III and their geographical region of collection. The isolates clustered in the same way, with similar genetic background in the groups II and IV, were however collected in different regions, showing the great genetic variation of this pathogen.

A Clorose Variegada dos Citros (CVC), causada pela bactéria Xylella fastidiosa, é atualmente a doença de maior incidência no Estado de São Paulo. A incidência e a severidade da doença são maiores nas regiões Norte e Noroeste do Estado, onde o clima é predominantemente quente e com déficit hídrico, principalmente no inverno. Embora não haja nada comprovado, alguns estudos indicam que o déficit hídrico aumenta a severidade dos sintomas nas plantas afetadas pela CVC. Além disso, até hoje não foi estabelecida uma função que relacione doença e dano. Dessa forma, o estudo presente objetivou avaliar o efeito de diferentes níveis de irrigação no progresso poliético da CVC, avaliar métodos de avaliação da doença e determinar uma função de dano para a CVC. Para isso, um experimento foi instalado no município de Bebedouro, região Norte do Estado de São Paulo sob o delineamento blocos ao acaso no esquema fatorial 3 x 2, com os seguintes tratamentos: sem irrigação, irrigado com 50% e 100% da evapotranspiração da cultura (ETc), combinados com inoculação natural e artificial de X. fastidiosa. Cada parcela foi constituída de 6 plantas úteis, havendo 4 repetições de cada tratamento, totalizando 144 plantas úteis. As variáveis quantificadas em cada árvore do experimento foram: (a) produção, considerando frutos assintomáticos e sintomáticos, no período de 2006 a 2008 e produção total referente às safras 2001 a 2005; (b) intensidade da doença, através da incidência de ramos com sintomas da CVC e utilizando uma escala descritiva; (c) vigor da planta, estimado pela medida da altura da planta, diâmetro da copa, diâmetro do tronco, volume de copa e do índice de área foliar (IAF). O modelo monomolecular foi utilizado para descrever o progresso poliético da incidência da CVC, no período de 2006 a 2008, para todos os tratamentos. A partir desse modelo foi possível observar que plantas sem irrigação apresentam maior incidência de ramos com sintomas que plantas irrigadas a 100% da ETc, principalmente quando inoculadas de forma artificial. Esse resultado ficou ainda mais evidenciado quando se avalia o número de frutos com sintomas (ø < 50mm) da CVC por tratamento. Também foi possível observar que os sintomas nas plantas são distribuídos de forma irregular, apresentando um gradiente decrescente significativo da parte superior para inferior. As variáveis relacionadas ao vigor da planta, na sua maioria, não apresentaram relação alguma com a produção em todos os tratamentos. De modo geral, as plantas do tratamento irrigado a 100% da ETc combinado com inoculação natural apresentaram maior produção total, considerando as safras de 2001 a 2008. A relação entre CVC e dano pode ser descrita pela equação (y=114,067*exp(-0,017555)*x) onde y é a produção da planta em Kg e x a incidência de ramos com CVC em porcentagem. A escala descritiva não permitiu avaliação precisa e apresentou baixa correlação entre os avaliadores, o contrário foi observado realizando a avaliação da CVC através da incidência de ramos com sintomas. / The Citrus Variegated Chlorosis (CVC) caused by the bacteria Xylella fastidiosa is nowadays the disease with the most incidence in the state of São Paulo. The incidence and severity of the disease are greater in the Northern and Northwestern regions of the state where the climate is predominately warm and presents a water deficits especially in the winter. Although there is no definite proof, some studies indicate that the water deficits increases the severity of the symptoms in plants affected by the CVC. Besides, up to the present there has not been a function which relates the damage to an intensity of the disease. In that manner, the present study has been conducted in order to evaluate the effect of different irrigation levels on the polyetic progress of the CVC as well as to study methods of assessment of the disease and determine the relationship between disease intensity and yield. In order to carry out this study, an experiment was conducted in the city of Bebedouro north of São Paulo state. The experimental design was in randomized blocks in a 3 x 2 factorial scheme with the following treatments: no irrigation, irrigated with 50% and 100% of the evapotranspiration of the crop (ETc), combined with natural and artificial inoculation of X. fastidiosa. Each group was made of 6 useful plants, with 4 repetitions for each treatment, totalizing 144 useful plants. The variables quantified in each tree of the experiment were: (a) (a) yield, considering asymptomatic and symptomatic fruit in the period 2006 to 2008 and total yield on the crops from 2001 to 2005; (b) intensity of the disease through incidence of branches with symptoms of CVC and using a descriptive scale; (c) plant vigor, estimated through measure of height, crown diameter, trunk diameter, canopy volume and of the leaf area index (LAI). The monomolecular model was used to describe the polyetic progress of CVC incidence between 2006 and 2008 for all treatments. From this model it was possible to observe that plants without irrigation present greater incidence of branches with symptoms than the ones irrigated at 100% of ETc, especially when inoculated in an artificial manner. This result was even more evident when the number of fruit with symptoms is evaluated (ø < 50mm) of CVC per treatment. It was also possible to observe that the symptoms in the plants are scattered in an irregular way, presenting a significant decreasing rate from the upper to the lower part. Most of the variables related to the plant vigor did not present any relation to the production in all treatments. In general, the plants from the irrigated treatment at 100%of ETc combined with natural inoculation presented more total yield considering the harvests from 2001 to 2008. The relationship between CVC and damage can be described by the equation (y=114,067*exp(-0,017555)*x) where y is the plant yield in Kg and x is the incidence in percentage of branches with CVC. The descriptive scale did not allow accurate assessment and showed a low correlation between the raters, the opposite was observed performing the assessment of CVC through the incidence of branches with symptoms.

A pústula bacteriana é uma das principais doenças que afetam o pimentão em todo o mundo. Seu agente causal pode ser disseminado por sementes, e é capaz de diminuir a produção e depreciar os frutos para comercialização. A bactéria Xanthomonas spp., o agente causal da doença, apresenta alta variabilidade. Três espécies estão associadas à doença: Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria, X. vesicatoria e X. gardneri. Enquanto alguns isolados infectam somente o pimentão, outros infectam pimentão e tomate. Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria é considerada a espécie mais comum em pimentão, e era anteriormente conhecida como o grupo A de Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (A1 não amidolítico, A2 amidolítico); e o grupo B era representado por Xanthomonas vesicatoria (fortemente amidolítico). Até agora, 11 raças do patógeno foram relatadas, sendo as raças 1, 2 e 3 as mais comuns. A resistência genética tem sido a mais importante forma de controle e pode ser obtida pelo emprego de 4 genes dominantes (Bs1, Bs2, Bs3, Bs4). Estes genes estão associados à reação de hipersensibilidade e representam a forma mais promissora de resistência atualmente. Mesmo assim, o gene de resistência a ser utilizado depende da correta identificação das raças no campo. Este trabalho teve como objetivo a identificação de raças de Xanthomonas spp. isoladas em áreas de produção no Estado de São Paulo, visando o desenvolvimento e/ ou recomendação de cultivares resistentes. A identificação de raças do patógeno foi realizada através da observação da reação de hipersensibilidade em linhas quase isogênicas de pimentão Early California Wonder - ECW, ECW-10R, ECW-20R, ECW-30R; e na pimenta PI-235047. Os resultados obtidos entre os 41 isolados avaliados, indicaram a ocorrência das seguintes raças por região: raça 0 (Lins); raça 1 (Bacuriti); raça 2 (Bragança Paulista, Bacuriti, Lins, Ibiúna, Piacatu e Guaíra); raça 3 (Piedade); raça 7 (Mogi das Cruzes) e raça 8 (Piedade, Bragança Paulista, Bacuriti, Lins e Mogi das Cruzes). Pelos resultados, sugere-se o desenvolvimento e a recomendação de cultivares com o gene Bs2 para as regiões estudadas, pois este gene confere resistência às raças 0, 1, 2, 3, 7 e 8 do patógeno. / Bacterial spot is one of the main diseases that affects the pepper worldwide. Its causal agent can be spreaded by seeds, and it is able to decrease the production and to depreciate fruits for commercialization. The bacteria Xanthomonas spp. the causal agent of bacterial spot is highly variable. Three species are associated to the disease: Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria, X. vesicatoria and X. gardneri. Some isolates infect only pepper and other infect pepper and tomato. Xanthomonas axonopodis pv. vesicatoria has been considered the most common species in pepper, and was formerly known as group A of Xanthomonas campestris pv. vesicatoria (A1 non amylolitic, A2 amylolitic) and group B represented by Xanthomonas vesicatoria (strongly amylolitic). Up to now 11 races of the pathogen have been reported and the races 1, 2 and 3 are the most common. The genetic resistance has been the most important control method, through 4 dominant genes (Bs1, Bs2, Bs3, Bs4). These genes are associated to the hipersensitivity reaction and represent the most promising form of resistance nowadays. Even so, the resistance gene to be used depends on the correct identification of the races in the field. This work aimed the identification of the Xanthomonas spp. races in the São Paulo State from production areas, for the development and/ or recommendation of resistant cultivars. The identification of races of the pathogen was accomplished through the observation of the hypersensitivity reaction on near isogenic lines of Early California Wonder pepper - ECW, ECW-10R, ECW-20R, ECW-30R; and in the PI-235047 hot-pepper. Obtained results from 41 isolates, indicated the occurrence of the next races per region: race 0 (Lins); race 1 (Bacuriti); race 2 (Bragança Paulista, Bacuriti, Lins, Ibiúna, Piacatu and Guaíra); race 3 (Piedade); race 7 (Mogi das Cruzes); and race 8 (Piedade, Bragança Paulista, Bacuriti, Lins, Mogi das Cruzes). The results suggest the development and/ or recomendation of cultivars carring the Bs2 gene for studied regions, which confers resistance to 0, 1, 2, 3, 7, and 8 races of the pathogen.

A Xylella fastidiosa é uma bactéria gram.negativa, fastidiosa, que vive limitada ao xilema de plantas causando várias doenças de importância econômica como a doença de Pierce em videiras nos Estados Unidos e a Clorose Variegada dos Citros (CVC) no Brasil. A CVC tem afetado severamente a citricultura do estado de São Paulo pondo em risco milhares de empregos e milhões de dólares em geração de divisas. O sequenciamento do genoma de X. fastidiosa revelou genes envolvidos em possíveis mecanismos de patogenicidade dessa bactéria, entre eles um operon possivelmente envolvido na produção de um exopolissacarídeo extracelular denominado goma fastidiana. Supõe.se que esse exopolissacarídeo seja o responsável pela manutenção dos biofilmes bacterianos que causam a oclusão dos vasos xilemáticos levando ao surgimento dos sintomas da CVC. Para estudar esse operon, denominado operon gum, foram construídos vetores para a inativação dos genes gumB, gumD e gumF por duas estratégias: mutagênese por inserção.deleção e mutagênese por troca alélica. A mutagênese por inserção.deleção envolve a integração via recombinação homóloga com uma permuta.de um plasmídeo contendo uma cópia truncada do gene alvo. A mutagênese por troca alélica, por sua vez, envolve duas permutas e se caracteriza pela troca do gene alvo selvagem por uma cópia interrompida por um marcador de seleção. Nenhum mutante gum foi obtido usando.se a estratégia de troca alélica, todavia, mutantes para os genes gumB e gumF foram obtidos com sucesso pela estratégia de mutagênese por inserção.deleção. Nenhum mutante para o gene gumD foi obtido, sugerindo que essa mutação possa ser letal para a célula. A análise de células e colônias desses mutantes crescidos em meio sólido ou em suspensão não mostrou diferenças morfológicas em relação a linhagem selvagem. A inativação dos genes gumB e gumF não influenciou a capacidade de X. fastidiosa se aderir a vidro. Com o uso do gene repórter CAT, que codifica para a enzima clorafenicol acetil transferase a qual confere à bactéria resistência ao antibiótico clorafenicol foi possível verificar que a glicose não influencia na expressão desse operon ao nível de transcrição. Com o uso desse gene reporter, também foi possível identificar uma região transcrita a partir de um promotor não caracterizado, localizada na fita antisenso do operon gum. A comparação do perfil cromatográfico de proteínas solúveis totais dos mutantes e da linhagem selvagem mostrou diferenças significativas nesses pefis, indicando um efeito pleiotrópico dessas mutações. O estudo da função dos genes gumB e gumF na patogenicidade de X. fastidiosa foi impossibilitado por se ter verificado recentemente que a linhagem usada na construção dos mutantes não coloniza a planta eficientemente para a indução de sintomas em citros e tabaco em condições experimentais após inoculação mecânica. / Xylella fastidiosa is a fastidious, xylem restricted, gram.negative bacteria, that causes several economically important diseases as Pierce's disease of grapevine in USA and the Citrus Variegated Chlorosis (CVC) in Brasil. CVC affects severely the São Paulo State citriculture jeopardizing thousands of jobs and millions of dollars of incomes. The genome sequence of X. fastidiosa has revealed several genes possibly involved in the pathogenicity mechanisms of this bacterium, among them, an operon containing nine genes possibly involved in the synthesis of an exopolisaccharide named fastidian gum. This gum is possibly involved in the bacterial biofilm maintenance that causes the xylem occlusion leading to CVC symptoms development. To study this operon, named gum operon, vectors were constructed to inactivate the gumB, gumD and gumF genes by two strategies, insertion.duplication mutagenesis and allelic exchange mutagenesis. The insertion.duplication mutagenesis involves the integration a whole plasmid containing a truncated copy of the target gene by homologous recombination with one crossing over. The allelic exchange mutagenesis involves homologous recombination with two crossing overs that substitutes the wild.type copy of the target gene by a truncated copy interrupted by a selectable marker gene. No gum mutant was obtained using the allelic exchange strategy; however gumB and gumF mutants were obtained by insertion-duplication mutagenesis strategy. GumD mutant was not obtained, suggesting that the mutation in this gene is lethal to the cell. Analysis of cells and colonies of these mutants growing in solid media and in suspension hasn't reveal any morphological difference to the wild.type strain. The disruption of the gumB and gumF genes does not influenced the adhesion capacity of X. fastidiosa to the glass, used as a substrate. Using the reporter gene CAT, wich codes for cloramphenicol acetil transferase enzime confering resistance to cloramphenicol, we verified that glucose has no influence in the expression of this operon at the transcription level. Using this reporter gene, we also identified a transcribed region directed by a non characterized promoter, localized in the antisense strand of the gum operon. A comparison between the soluble protein profile of the mutants and the wild.type strain, obtained by liquid chromatography, showed significative differences, indicating a pleiotropic effect of these mutations. The study of the function of the gumB and gumF genes in the pathogenicity of X. fastidiosa was not concluded because we verified recently that the strainm, used to generate the mutants, do not colonize the plants efficiently to induce symptoms in citrus and tobacco plants after mechanical inoculation.

La gestion des eaux a pendant longtemps été associée à des préoccupations sanitaires afin d'éviter la dissémination de maladie hydrique. Au cours du temps, l'aspect sanitaire a été remplacé par des préoccupations environnementales. A ce jour, des questions sur les potentiels risques sanitaires dues aux ouvrages de gestion des eaux sont récurrentes. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au comportement d'un bassin sec de rétention de l'est lyonnais en étudiant les liens existant entre la présence de bactéries pathogènes opportunistes, le fonctionnement hydraulique et la capacité de piégeage des polluants de ce bassin. Pour cela, nous avons réalisé 6 campagnes de prélèvements sur un an et demi. Les prélèvements ont été caractérisés au niveau physico-chimique et microbiologique (A. caviae, P. aeruginosa, Nocardia, E. coli, coliformes, entérocoques). Les caractéristiques physico-chimiques trouvées sont comparables à celles obtenues dans des bassins similaires. L'ensemble du bassin est régulièrement contaminé par les bactéries suivies (0 à 1.92E+07 UFC/g sec). Des concentrations plus fortes en été et un apport par les pluies ont pu être observés. Des analyses de corrélation de type Pearson ont mis en évidence de rares liens entre la présence de bactéries et de polluants chimiques, comme par exemple entre P. aeruginosa et les HAPs. Une corrélation entre les Nocardia et des caractéristiques sédimentaires (teneur en masse organique volatile et densité) a aussi pu être observée. Une étude plus poussée sur le genre Nocardia a permis: d'isoler pour la première fois en France des N. cyriacigeorgica dans l'environnement, de mettre au point une qPCR (spécifique de cette espèce) utilisable en milieu complexe et de développer un test rapide sur nématode afin de connaitre la virulence d'isolats bactériens au niveau du SNC / Water management has been associated during a long time with health concerns to prevent the spread of waterborne disease. Over time, the health aspect was replaced by environmental concerns. Nowadays, questions about the potential health risks due to water management structures are recurrent. In this work, we studied the behavior of a dry retention basin at the eastern part of Lyon, in particular the links between the presence of opportunistic pathogenic bacteria, the hydraulic behaviour and the trapping capacity of pollutants in the basin. For that purpose, we carried out 6 sampling campaigns during a year and a half. The samples were characterized at a physicochemical and microbiological level (A. caviae, P. aeruginosa, Nocardia, E. coli, coliforms, enterococci). The physicochemical characteristics found are comparable to those obtained in similar basins. The entire basin is regularly contaminated by bacteria followed (0 to 1.92E +07 CFU/g dm). Higher concentrations in summer and during rain periods were observed. Pearson correlation analysis revealed some rare links between the presence of bacteria and chemical pollutants, such as between P. aeruginosa and PAHs. A correlation between Nocardia and sedimentary characteristics (volatile organic content and mass density) was also observed. For the first time in France, further study on the genus Nocardia has permitted: to isolate N. cyriacigeorgica in the environment, to develop a qPCR (specific of this species) used in complex environments and to develop a quick test on nematode in order to identify the virulence of bacterial isolates in the NSC

Os mexilhões são alimentos marinhos freqüentemente ingeridos crus, ou parcialmente cozidos, e o hábito de aferventar estes bivalves somente até que abram as valvas, é insuficiente para eliminar os microrganismos patogênicos eventualmente presentes neste molusco. Após levantamento inicial, e visando melhorar a qualidade do mexilhão Perna perna cultivado e comercializado no município de Ubatuba, SP, esta pesquisa estudou o crescimento de Staphylococcus aureus e Bacillus cereus em mexilhões in natura e pré-cozidos, e a eliminação dos mesmos por meio de tratamentos térmicos, avaliando, posteriormente, as características físico-químicas e sensoriais dos produtos. Em ambos os casos, lotes de 1 kg de mexilhão foram inoculados, individualmente, com cepas de S. aureus e B. cereus e mantidos, por 10 horas, a temperatura ambiente (25ºC±1ºC) e sob refrigeração (7ºC±1ºC). Posteriormente, foram estabelecidos seis tipos de tratamentos térmicos, sendo três sob vapor (5, 10 e 15 min) e três por imersão em água (5, 10 e 15 min), buscando estabelecer o binômio que proporcionasse a eliminação dos mesmos, e avaliando o rendimento, os aspectos físico-químicos e sensoriais. Para ambos microrganismos, ocorreu crescimento durante as 10 horas de estudo, sendo este mais evidente, nos tratamentos mantidos a temperatura ambiente. No mexilhão pré-cozido ocorreram as maiores contagens microbianas, se comparado ao mexilhão in natura. Com relação aos tratamentos térmicos, todos foram eficientes, eliminando os microrganismos da ordem de, pelo menos 2 ciclos logarítmicos, no entanto, os tratamentos térmicos por imersão em água, permitiram melhores resultados do que os tratamentos sob vapor. As análises fisico-químicas e sensoriais, não apresentaram diferença estatística entre os tratamentos térmicos estudados. Com o emprego de altas temperaturas por um determinado período, obteve-se perda de alguns minerais, como Potássio e Boro, tendo outros, não apresentado alteração com relação ao tempo de exposição ao calor. Já, quanto ao rendimento, houve diferença, em nível de 5%, sendo os melhores rendimentos alcançados nos menores tempos de exposição ao calor e, os tratamentos por imersão, apresentaram resultados melhores que os tratamentos sob vapor. Concluiu-se que o tratamento térmico, binômio tempo-temperatura, de 10 min em água à ebulição, é suficiente para reduzir os microrganismos, permitindo a retenção dos nutrientes e um rendimento de 54,36%, podendo, portanto, ser recomendado para os produtores, visando melhorar a qualidade do mexilhão, via adequação do manejo atualmente empregado. / Mussels are seafood frequently ingested raw or partially cooked and the habit of boiling bivalves only to open the valves, is insufficient to eliminate several species of pathogenic bacteria. Seeking to improve the quality of the cultivated and marketed Perna perna mussel in the district of Ubatuba, SP, this research studied the microbiological growth of Staphylococcus aureus and Bacillus cereus in fresh and pre-cooked mussels, and the elimination by thermal treatments, being evaluated its physicochemical and sensorial characteristics. For such, lots of 1 kg of mussel was inoculated individually with strains of S. aureus and B. cereus, and maintained by 10 hours at environmental temperature (25ºC±1ºC) and under refrigeration (7ºC±1ºC). Six thermal treatments were established, 3 in steam (5, 10 and 15 min) and 3 in boiling water (5, 10 and 15 min), being looked in the elimination of B. cereus and S. aureus, and also evaluating the performance, and physical-chemical and sensorial aspects. Microbiological growth was verified after 10 hours for both microorganisms, and this being more evident in the treatments maintained at environmental temperature. Pre-cooked mussel obtained the largest microbial developments, if compared to fresh mussels. About the thermal treatments, everyone was efficient, eliminating at least 2 logarithmic cycles, however, thermal treatments in boiling water obtained better results than the steam treatments. The physical-chemical and sensorial analyses, didn't present statistical difference among the thermal treatments studied. Use of high temperatures for a determinate period, obtained lost in some minerals, like potassium and boron, and others minerals not presented alteration in relation to the heat time exposure. Already in the performance, it was obtained statistical difference, being the best performances reached in the smallest times of heat exposition, and the treatments in boiling water presented better results than the steam treatments. The thermal treatment, binomial time-temperature, of 10 min in boiling water, is enough to reduce the microorganisms, allowing the retention of the nutrients and performance of 54.36%, could be recommended for the producers seeking to improve the traditional handling.

Os antibióticos têm sido utilizados como aditivos na alimentação animal para aumentar o desempenho e manter a saúde dos animais, como suínos e frangos, destinadas à produção de alimentos de origem animal. No entanto, desde 2006, a Comunidade Europeia proibiu o uso de antibióticos para esse proposito devido ao desenvolvimento de resistência bacteriana aos antibióticos. Como resultado, várias alternativas foram estudadas e propostas para substituir os antibióticos utilizados na alimentação animal. Os óleos essenciais têm recebido considerável atenção devido às suas propriedades antimicrobianas. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi avaliar in vitro a atividade antibacteriana dos óleos essenciais contra a microbiota patogênica e probiótica de ocorrência no trato gastrointestinal de suínos e aves, destinadas à produção de alimentos de origem animal. A atividade antibacteriana seletiva, a qual, significou uma alta atividade antibacteriana contra bactérias patogênicas e reduzida ou nenhuma atividade sobre bactérias probióticas, foi avaliada como característica fundamental dos óleos essenciais com alto desempenho. Esta característica foi avaliada nos óleos essenciais usados individualmente e em combinações binarias. Inicialmente, no Capítulo 2, uma triagem de vinte e oito óleos essenciais (OEs) através do método de difusão em disco mostrou que Eucalyptusglobulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, e CitrusTerpens (Os dois últimos OEs foram subprodutos do processamento da laranja para obtenção de suco) tiveram uma atividade antibacteriana seletiva sobre a bactéria patogênica Salmonella Enteritidis e a bactéria probiótica Lactobacillus plantarum. Numa fase posterior, esses cinco óleos foram avaliados individualmente e em misturas binárias, contra cinco bactérias patogênicas e três bactérias probióticas. Os melhores resultados foram observados quando os OEs foram avaliados isoladamente e não em misturas. Assim, Orange Oil Phase Essence e Citrus Terpens destacaram-se por ter a melhor atividade antibacteriana seletiva contra essas bactérias. No Capítulo 3, uma análise mais detalhada da atividade antibacteriana dos óleos essenciais foi realizada utilizando Orange Oil Phase Essence e a mistura composta pelos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus. Estes dois óleos foram selecionados com base nos resultados do Capitulo 2 e da disponibilidade de OEs em nosso estoque. Ambos, óleo e a mistura foram avaliados sobre a bactéria patogênica mais resistente, E. faecalis, e a bactéria probiótica menos resistente L. rhamnosus, como observado no Capitulo 2. A avaliação da Concentração Inibitória Mínima e Concentração Bactericida Mínima do Orange Oil Phase Essence e da mistura mostrou que não tiveram um efeito antibacteriano seletivo sobre E. faecalis e L. rhamnosus. Finalmente, no Capitulo 4, foi avaliada a atividade antibacteriana individual e combinada dos óleos de E. globulus e P. pseudocaryophyllus sobre E. faecalis e L. rhmanosus. Os resultados mostraram que a combinação destes dois OEs, avaliadas pelo método checkerboard, não potencializou a atividade antibacteriana seletiva dos dois OEs. Portanto, observou-se que o óleo de E. globulus isoladamente apresentou a melhor atividade antibacteriana seletiva contra E. faecalis e L. rhamnosus. Em conclusão, este trabalho permitiu identificar óleos essenciais com perfil antibacteriano seletivo para eles serem possíveis alternativas botânicas aos antibióticos utilizados na alimentação animal. / Antibiotics have been used in animal feed to maintain health and increase performance, as in the case of pigs and poultry intended for food production of animal origin. However, since 2006 the European Community has banned the use of antibiotics for this purpose due to the emergence and increase of antibiotic-resistant bacteria. As a result, several alternatives have been studied and proposed to substitute antibiotics used in animal feed. Essential oils have received considerable attention due to their antimicrobial properties. Therefore, the objective of this work was to evaluate in vitro the antibacterial activity of essential oils against pathogenic and probiotic bacteria that occur in the gastrointestinal tract of swine and poultry, intended for food production of animal origin. The selective antibacterial activity, which means high antibacterial activity on pathogenic bacteria and reduced or no activity on probiotic bacteria, was evaluated as a fundamental feature of the highest-performance essential oils. This feature was evaluated in essential oils used individually and in binary combinations. Initially, in Chapter 2, the screening of twenty-eight essential oils (EOs) by disk diffusion method showed that Eucalyptus globulus, E. exserta, Pimenta pseudocaryophylllus, Orange Oil Phase Essence, and Citrus Terpens (the last two EOs were by-products of orange juice production) had a selective antibacterial activity against the pathogenic Salmonella Enteritidis and probiotic Lactobacillus plantarum. At a later stage those five oils were evaluated, individually and in binary blends, against five pathogenic bacteria and three probiotic bacteria. Better results were observed when the EOs were checked alone and not in blends. Orange Oil Phase Essence and Citrus Terpens stood out for having the two best selective antibacterial activities against those bacteria. In Chapter 3, a more detailed analysis of essential oil antibacterial activities was perfomed using Orange Oil Phase Essence and the blend composed of E. globulus and P. pseudocaryophyllus. These two oils were selected based on the results of Chapter 2 and from the availability of our EO stock. Both oil and blend were checked on the most resistant pathogenic bacterium, E. faecalis, and on the less resistant probiotic bacterium of the Lactobacillus genus, L. rhamnosus, as observed in Chapter 2. The evaluation of Minimal Inhibitory Concentration and Minimal Bactericidal Concentration for Orange Oil Phase Essence and the blend showed that there was not a selective antibacterial effect against E. faecalis and L. rhamnosus. Finally, in Chapter 4, the individual and combined antibacterial activities of E. globulus and P. pseudocaryophyllus essential oils on E. faecalis and L. rhmanosus were evaluated. The results showed that the combination of two EOs evaluated by checkerboard method did not potentiate the selective antibacterial activity of the two EOs. Therefore, it was observed that the E. globulus essential oil alone had the best selective antibacterial activity against E. faecalis and L. rhamnosus. In conclusion, this work enabled the identification of essential oils with selective antibacterial profile that can become possible botanical alternatives to antibiotics used in animal feed.

MSc (Microbiology) / Department of Microbiology / Background: Escherichia coli is a facultative anaerobic bacterium that forms part of the gut microbiota. It is used as an indicator that confirms recent faecal contamination. E. coli have been identified amongst the pathogens that are mostly responsible for moderate to severe diarrheal outbreaks in the low and middle-income countries. With South Africa facing an issue in water scarcity, issues concern poor sanitation and hygiene practices results in serious public health problems and allows E. coli to be transmitted from infected human or animal faeces to a new susceptible host using environmental reservoirs such as soil, water, hands as the transmission pathway. Objective: The primary objective of the study was to characterize E. coli strains from rural communities of Vhembe district, Limpopo, South Africa. Methodology: Households of 7 villages in the Vhembe district were randomly selected. A total of 81 households (HHs) were part of the study. In each household, a structured questionnaire was used to background information on WASH practices. Samples taken from each HH included toilet seat swabs, floor swabs, child and mother handwash samples, stored water samples and running tap water samples. A total of 399 samples were analysed using Colilert® Quanti-trays®/2000 method to detect the presence of Escherichia coli. Positive E. coli samples were further identified using multiplex polymerase chain reaction (m-PCR) to determine the pathogenic strains of E. coli. Transmission pathways were established using identified strains. Results: Data from the structured questionnaires showed common problems of availability of running tap water; lack of provision of sanitation; open practice on defaecation and very little hand hygiene practices. A total of 91 (22.81%) samples tested positive for E. coli with the Colilert® Quanti-trays®/2000 method. The mothers’ handwash samples had the most E. coli prevalence followed by stored water samples. The most prevalent E. coli pathotype was EPEC with the virulence gene eae. Atypical EPEC (60.44%) outnumbered the typical EPEC (5.49%). The pathotype ETEC was detected in 41.76% samples and EHEC in 9.89% samples. Transmission pathway was observed from the different households; with eae gene (aEPEC) being the most detected from samples looking at the LT gene (ETEC). v | P a g e Discussion: All 7 villages are facing common issues such as lacking running water, poor sanitation and improper hand hygiene practices. The mothers were the most contaminated and it was observed that its due to the daily activities that they perform around the house. It is of importance for them to practice proper hand hygiene to prevent transmission of pathogenic E. coli to the children via direct or indirect transmission route. The pathogenic E. coli was detected from all different samples collected from the households including the floor and toilet seat samples. EPEC was detected the most, and studies have shown that this strain is known to cause diarrheal infections in young children from developing countries. Conclusion: The members of the study village households were aware of the WASH services and its importance. However, proper implementation into their day-to-day life is lacking due to the high number of TC and E. coli detected from handwash samples and stored water samples from the households. Recommendation: Appropriate WASH strategies should be established to ensure good health at the village households. Further studies should be done to check possible transmission pathways from more village households. / NRF

Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Anbu is a bacterial protein with significant homology to the sub-units of the 20S proteasome and is predicted to be a novel bacterial proteasome. The goal of this project was to determine if the recombinant Anbu protein from Pseudomonas aeruginosa is a proteasome. Anbu from P. aeruginosa was successfully cloned, expressed and purified. In order to determine the catalytic activity of Anbu, the purified protein was tested with a variety of substrates and conditions. The targets analyzed included fluorescently-labeled substrates, denatured proteins, diubiquitin, and a peptide library in the hopes of obtaining a useful model substrate. Experiments were also conducted to determine what role Anbu has in the cell. Western analysis was performed on the cell lysate of wild type P. aeruginosa and insertional mutants to detect Anbu expression. The level of biofilm formation was compared between the wild type and mutants. Cultures were grown under stress conditions including the oxidative stress of diamide and the nitrosative stress of S-nitrosoglutathione. Growth rates were monitored in an attempt to detect a phenotypic difference between the wild type and the mutants lacking Anbu, HslV, and the other proteins of interest. While a substrate for Anbu has yet to be found, this protein was found to assemble into a larger structure and P. aeruginosa lacking Anbu was sensitive to the oxidative stress of diamide and the nitrosative stress of S-nitrosoglutathione.