Consequential study on different levels of C/N ratios used in biofloc-based aquaculture system

Abstract Biofloc technology is much highlighted these days because of its tremendous effects on aquaculture. Microbes were enriched on cheapest organic carbon source i. e., powdered banana peels and were incorporated in different aquaria rearing grass carp fingerlings under different C/N treatments (10:1, 15:1 and 20:1) and 10% water daily water exchange. The initial growth of fingerlings was recorded. The experiment was settled in triplicates for 60 days and run parallel to control group provided with commercial feed and daily water exchange. Its effect was evaluated by measuring the growth of fingerlings and water parameters of each aquarium. The average % gain in weight and length of fingerlings was obtained significantly highest (28.12 ± 0.30g and 17.29 ± 0.46cm respectively) in aquaria containing pure powdered banana peels with 10% water exchange and C/N ratio was adjusted at 20: 1 (T3) than other treatments and control. Ammonia and other water parameters were also under control in T3 than other experimental and control groups. By all counts, it was concluded that the highest C/N ratio in biofloc system had the potential to increment C. idella growth rate by reducing toxicity and could be used as fish meal substitute.

Resumo A tecnologia Biofloc é muito destacada hoje em dia por causa de seus tremendos efeitos na aquicultura. Os micróbios foram enriquecidos com a fonte de carbono orgânico mais barata, i. e., cascas de banana em pó, e foram incorporadas em diferentes aquários de criação de alevinos de carpa-capim sob diferentes tratamentos C/N (10: 1, 15: 1 e 20: 1) e 10% de troca diária de água. O crescimento inicial dos alevinos foi registrado. O experimento foi resolvido em triplicatas por 60 dias e executado paralelamente ao grupo controle fornecido com ração comercial e troca diária de água. Seu efeito foi avaliado medindo o crescimento dos alevinos e os parâmetros da água de cada aquário. O% de ganho médio em peso e comprimento dos alevinos foi obtido significativamente mais alto (28,12 ± 0,30g e 17,29 ± 0,46 cm respectivamente) em aquários contendo cascas de banana em pó puro com 10% de troca de água e a relação C/N foi ajustada em 20: 1 (T3) do que outros tratamentos e controle. A amônia e outros parâmetros da água também estavam sob controle no T3 mais do que nos outros grupos experimentais e de controle. Por todas as contagens, concluiu-se que a maior razão C/N no sistema de bioflocos tem o potencial de incrementar a taxa de crescimento de C. idella reduzindo a toxicidade e pode ser usada como substituto da farinha de peixe.

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico

Abstract Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Resumo Isla Arena está localizada na coordenada 20°70N - 90°45W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Consequential study on different levels of C/N ratios used in biofloc-based aquaculture system / Estudo consequente sobre diferentes níveis de proporções C/N utilizadas no sistema de aquicultura à base de biofloc

Biofloc technology is much highlighted these days because of its tremendous effects on aquaculture. Microbes were enriched on cheapest organic carbon source i. e., powdered banana peels and were incorporated in different aquaria rearing grass carp fingerlings under different C/N treatments (10:1, 15:1 and 20:1) and 10% water daily water exchange. The initial growth of fingerlings was recorded. The experiment was settled in triplicates for 60 days and run parallel to control group provided with commercial feed and daily water exchange. Its effect was evaluated by measuring the growth of fingerlings and water parameters of each aquarium. The average % gain in weight and length of fingerlings was obtained significantly highest (28.12 ± 0.30g and 17.29 ± 0.46cm respectively) in aquaria containing pure powdered banana peels with 10% water exchange and C/N ratio was adjusted at 20: 1 (T3) than other treatments and control. Ammonia and other water parameters were also under control in T3 than other experimental and control groups. By all counts, it was concluded that the highest C/N ratio in biofloc system had the potential to increment C. idella growth rate by reducing toxicity and could be used as fish meal substitute.

A tecnologia Biofloc é muito destacada hoje em dia por causa de seus tremendos efeitos na aquicultura. Os micróbios foram enriquecidos com a fonte de carbono orgânico mais barata, i. e., cascas de banana em pó, e foram incorporadas em diferentes aquários de criação de alevinos de carpa-capim sob diferentes tratamentos C/N (10: 1, 15: 1 e 20: 1) e 10% de troca diária de água. O crescimento inicial dos alevinos foi registrado. O experimento foi resolvido em triplicatas por 60 dias e executado paralelamente ao grupo controle fornecido com ração comercial e troca diária de água. Seu efeito foi avaliado medindo o crescimento dos alevinos e os parâmetros da água de cada aquário. O% de ganho médio em peso e comprimento dos alevinos foi obtido significativamente mais alto (28,12 ± 0,30g e 17,29 ± 0,46 cm respectivamente) em aquários contendo cascas de banana em pó puro com 10% de troca de água e a relação C/N foi ajustada em 20: 1 (T3) do que outros tratamentos e controle. A amônia e outros parâmetros da água também estavam sob controle no T3 mais do que nos outros grupos experimentais e de controle. Por todas as contagens, concluiu-se que a maior razão C/N no sistema de bioflocos tem o potencial de incrementar a taxa de crescimento de C. idella reduzindo a toxicidade e pode ser usada como substituto da farinha de peixe.

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico / Identificação por técnicas moleculares de bactérias halofílicas que produzem enzimas importantes em área intocada de Campeche, México

Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Isla Arena está localizada na coordenada 20°70’N - 90°45’W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico / Identificação por técnicas moleculares de bactérias halofílicas que produzem enzimas importantes em área intocada de Campeche, México

Abstract Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.

Resumo Isla Arena está localizada na coordenada 20°70'N - 90°45'W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.

Consequential study on different levels of C/N ratios used in biofloc-based aquaculture system / Estudo consequente sobre diferentes níveis de proporções C/N utilizadas no sistema de aquicultura à base de biofloc

Biofloc technology is much highlighted these days because of its tremendous effects on aquaculture. Microbes were enriched on cheapest organic carbon source i. e., powdered banana peels and were incorporated in different aquaria rearing grass carp fingerlings under different C/N treatments (10:1, 15:1 and 20:1) and 10% water daily water exchange. The initial growth of fingerlings was recorded. The experiment was settled in triplicates for 60 days and run parallel to control group provided with commercial feed and daily water exchange. Its effect was evaluated by measuring the growth of fingerlings and water parameters of each aquarium. The average % gain in weight and length of fingerlings was obtained significantly highest (28.12 ± 0.30g and 17.29 ± 0.46cm respectively) in aquaria containing pure powdered banana peels with 10% water exchange and C/N ratio was adjusted at 20: 1 (T3) than other treatments and control. Ammonia and other water parameters were also under control in T3 than other experimental and control groups. By all counts, it was concluded that the highest C/N ratio in biofloc system had the potential to increment C. idella growth rate by reducing toxicity and could be used as fish meal substitute.(AU)

A tecnologia Biofloc é muito destacada hoje em dia por causa de seus tremendos efeitos na aquicultura. Os micróbios foram enriquecidos com a fonte de carbono orgânico mais barata, i. e., cascas de banana em pó, e foram incorporadas em diferentes aquários de criação de alevinos de carpa-capim sob diferentes tratamentos C/N (10: 1, 15: 1 e 20: 1) e 10% de troca diária de água. O crescimento inicial dos alevinos foi registrado. O experimento foi resolvido em triplicatas por 60 dias e executado paralelamente ao grupo controle fornecido com ração comercial e troca diária de água. Seu efeito foi avaliado medindo o crescimento dos alevinos e os parâmetros da água de cada aquário. O% de ganho médio em peso e comprimento dos alevinos foi obtido significativamente mais alto (28,12 ± 0,30g e 17,29 ± 0,46 cm respectivamente) em aquários contendo cascas de banana em pó puro com 10% de troca de água e a relação C/N foi ajustada em 20: 1 (T3) do que outros tratamentos e controle. A amônia e outros parâmetros da água também estavam sob controle no T3 mais do que nos outros grupos experimentais e de controle. Por todas as contagens, concluiu-se que a maior razão C/N no sistema de bioflocos tem o potencial de incrementar a taxa de crescimento de C. idella reduzindo a toxicidade e pode ser usada como substituto da farinha de peixe.(AU)

Identification by molecular techniques of halophilic bacteria producing important enzymes from pristine area in Campeche, Mexico / Identificação por técnicas moleculares de bactérias halofílicas que produzem enzimas importantes em área intocada de Campeche, México

Isla Arena is located in the coordinate 20° 70´ N - 90° 45´ W, from Campeche, Mexico. In these estuaries, the ocean mixes with fresh water, and ecosystems are concentrated where petenes and pink flamingos proliferate. Crustaceans and mollusks abound in the sea. Despite its enormous marine wealth, there are no studies carried out on which halophilic microorganisms are present in these waters. In this work, the diversity and structure of the microbial community was investigated through a metagenomics approach and corroborated for sequencing of 16S rRNA genes. It was found that the phylum Fimicutes predominates with more than 50%, in almost the same proportion of the class Bacilli and with almost 41% of relative abundance of the order Bacillales. The sequencing results showed that one of the samples presented a high percentage of similarity (99.75%) using the Nucleotide BLAST program with a peculiar microorganism: Bacillus subtilis. This microorganism is one of the best characterized bacteria among the gram-positive ones. Our results demonstrate that B. subtilis can be an efficient source of proteases, lipases and cellulases, from halophilic microbial communities located in poorly explored areas.(AU)

Isla Arena está localizada na coordenada 20°70N - 90°45W, de Campeche, México. Nesses estuários, o oceano se mistura com a água doce e os ecossistemas se concentram onde proliferam petenos e flamingos rosa. Crustáceos e moluscos abundam no mar. Apesar de sua enorme riqueza marinha, não há estudos realizados sobre a presença de microrganismos halofílicos nessas águas. Neste trabalho, a diversidade e estrutura da comunidade microbiana foram investigadas através de uma abordagem metagenômica e corroboradas para o sequenciamento de genes 16S rRNA. Verificou-se que o filo Fimicutes predomina com mais de 50%, quase na mesma proporção da classe Bacilli e com quase 41% de abundância relativa da ordem Bacillales. Os resultados do sequenciamento mostraram que uma das amostras apresentou alto percentual de similaridade (99,75%) pelo programa Nucleotide BLAST com um microrganismo peculiar: Bacillus subtilis. Nossos resultados demonstram que B. subtilis pode ser uma fonte eficiente de proteases, lipases e celulases, provenientes de comunidades microbianas halofílicas localizadas em áreas pouco exploradas.(AU)

Bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii crops evaluated by metagenomics

Abstract Soil quality is usually determined by its physical-chemical characteristics without taking into account the bacterial communities that play a fundamental role in the chemical decomposition of plant nutrients. In this context, the objective of the study was to evaluate bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii cultivation under different gradients of use (first, second and third use) and crop development (pre-sowing, hypocotyl development and post-harvest). The sampling was carried out in the Bombón plateau in the central Andes of Peru, during the rainy and low water seasons, by the systematic method based on a specific pattern assigned in a geometric rectangular shape at a depth of 0 - 20 cm. The characterization of the bacterial communities was carried out through the metagenomic sequencing of the 16S rRNA. 376 families of bacteria were reported, of which it was determined that there was a significant change in bacterial composition and distribution in relation to use pressure. There were no major changes due to the development of Lepidium meyenii. The families most sensitive to use pressure and soil poverty indicators were Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae and Aakkermansiaceae.

Resumo A qualidade do solo é normalmente determinada pelas suas características físico-químicas sem ter em conta as comunidades bacterianas que desempenham um papel fundamental na decomposição química dos nutrientes das plantas. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados pelo cultivo de Lepidium meyenii sob diferentes gradientes de utilização (primeira, segunda e terceira utilizações) e desenvolvimento das culturas (pré-semeadura, desenvolvimento do hipocótilo e pós-colheita). A amostragem foi realizada no planalto de Bombón, nos Andes centrais do Peru, durante as estações das chuvas e das águas baixas, pelo método sistemático baseado num padrão específico atribuído em forma geométrica retangular a uma profundidade de 0 - 20 cm. A caracterização das comunidades bacterianas foi realizada através da sequenciação metagenômica do rRNA 16S. Foram relatadas 376 famílias de bactérias, das quais se verificou uma alteração significativa na composição e distribuição bacteriana em relação à pressão de utilização. Não se registaram grandes alterações devido ao desenvolvimento do Lepidium meyenii. As famílias mais sensíveis à utilização de indicadores de pressão e pobreza do solo foram as Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae e Aakkermansiaceae.

Bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii crops evaluated by metagenomics / Diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados por culturas de Lepidium meyenii avaliadas por metagenômica

Soil quality is usually determined by its physical-chemical characteristics without taking into account the bacterial communities that play a fundamental role in the chemical decomposition of plant nutrients. In this context, the objective of the study was to evaluate bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii cultivation under different gradients of use (first, second and third use) and crop development (pre-sowing, hypocotyl development and post-harvest). The sampling was carried out in the Bombón plateau in the central Andes of Peru, during the rainy and low water seasons, by the systematic method based on a specific pattern assigned in a geometric rectangular shape at a depth of 0 - 20 cm. The characterization of the bacterial communities was carried out through the metagenomic sequencing of the 16S rRNA. 376 families of bacteria were reported, of which it was determined that there was a significant change in bacterial composition and distribution in relation to use pressure. There were no major changes due to the development of Lepidium meyenii. The families most sensitive to use pressure and soil poverty indicators were Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae and Aakkermansiaceae.

A qualidade do solo é normalmente determinada pelas suas características físico-químicas sem ter em conta as comunidades bacterianas que desempenham um papel fundamental na decomposição química dos nutrientes das plantas. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados pelo cultivo de Lepidium meyenii sob diferentes gradientes de utilização (primeira, segunda e terceira utilizações) e desenvolvimento das culturas (pré-semeadura, desenvolvimento do hipocótilo e póscolheita). A amostragem foi realizada no planalto de Bombón, nos Andes centrais do Peru, durante as estações das chuvas e das águas baixas, pelo método sistemático baseado num padrão específico atribuído em forma geométrica retangular a uma profundidade de 0 - 20 cm. A caracterização das comunidades bacterianas foi realizada através da sequenciação metagenômica do rRNA 16S. Foram relatadas 376 famílias de bactérias, das quais se verificou uma alteração significativa na composição e distribuição bacteriana em relação à pressão de utilização. Não se registaram grandes alterações devido ao desenvolvimento do Lepidium meyenii. As famílias mais sensíveis à utilização de indicadores de pressão e pobreza do solo foram as Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae e Aakkermansiaceae.

Bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii crops evaluated by metagenomics / Diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados por culturas de Lepidium meyenii avaliadas por metagenômica

Soil quality is usually determined by its physical-chemical characteristics without taking into account the bacterial communities that play a fundamental role in the chemical decomposition of plant nutrients. In this context, the objective of the study was to evaluate bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii cultivation under different gradients of use (first, second and third use) and crop development (pre-sowing, hypocotyl development and post-harvest). The sampling was carried out in the Bombón plateau in the central Andes of Peru, during the rainy and low water seasons, by the systematic method based on a specific pattern assigned in a geometric rectangular shape at a depth of 0 - 20 cm. The characterization of the bacterial communities was carried out through the metagenomic sequencing of the 16S rRNA. 376 families of bacteria were reported, of which it was determined that there was a significant change in bacterial composition and distribution in relation to use pressure. There were no major changes due to the development of Lepidium meyenii. The families most sensitive to use pressure and soil poverty indicators were Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae and Aakkermansiaceae.

A qualidade do solo é normalmente determinada pelas suas características físico-químicas sem ter em conta as comunidades bacterianas que desempenham um papel fundamental na decomposição química dos nutrientes das plantas. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados pelo cultivo de Lepidium meyenii sob diferentes gradientes de utilização (primeira, segunda e terceira utilizações) e desenvolvimento das culturas (pré-semeadura, desenvolvimento do hipocótilo e pós colheita). A amostragem foi realizada no planalto de Bombón, nos Andes centrais do Peru, durante as estações das chuvas e das águas baixas, pelo método sistemático baseado num padrão específico atribuído em forma geométrica retangular a uma profundidade de 0 - 20 cm. A caracterização das comunidades bacterianas foi realizada através da sequenciação metagenômica do rRNA 16S. Foram relatadas 376 famílias de bactérias, das quais se verificou uma alteração significativa na composição e distribuição bacteriana em relação à pressão de utilização. Não se registaram grandes alterações devido ao desenvolvimento do Lepidium meyenii. As famílias mais sensíveis à utilização de indicadores de pressão e pobreza do solo foram as Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae e Aakkermansiaceae.

Bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii crops evaluated by metagenomics / Diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados por culturas de Lepidium meyenii avaliadas por metagenômica

Soil quality is usually determined by its physical-chemical characteristics without taking into account the bacterial communities that play a fundamental role in the chemical decomposition of plant nutrients. In this context, the objective of the study was to evaluate bacterial diversity in high Andean grassland soils disturbed with Lepidium meyenii cultivation under different gradients of use (first, second and third use) and crop development (pre-sowing, hypocotyl development and post-harvest). The sampling was carried out in the Bombón plateau in the central Andes of Peru, during the rainy and low water seasons, by the systematic method based on a specific pattern assigned in a geometric rectangular shape at a depth of 0 - 20 cm. The characterization of the bacterial communities was carried out through the metagenomic sequencing of the 16S rRNA. 376 families of bacteria were reported, of which it was determined that there was a significant change in bacterial composition and distribution in relation to use pressure. There were no major changes due to the development of Lepidium meyenii. The families most sensitive to use pressure and soil poverty indicators were Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae and Aakkermansiaceae.(AU)

A qualidade do solo é normalmente determinada pelas suas características físico-químicas sem ter em conta as comunidades bacterianas que desempenham um papel fundamental na decomposição química dos nutrientes das plantas. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a diversidade bacteriana em solos de prados andinos elevados perturbados pelo cultivo de Lepidium meyenii sob diferentes gradientes de utilização (primeira, segunda e terceira utilizações) e desenvolvimento das culturas (pré-semeadura, desenvolvimento do hipocótilo e pós colheita). A amostragem foi realizada no planalto de Bombón, nos Andes centrais do Peru, durante as estações das chuvas e das águas baixas, pelo método sistemático baseado num padrão específico atribuído em forma geométrica retangular a uma profundidade de 0 - 20 cm. A caracterização das comunidades bacterianas foi realizada através da sequenciação metagenômica do rRNA 16S. Foram relatadas 376 famílias de bactérias, das quais se verificou uma alteração significativa na composição e distribuição bacteriana em relação à pressão de utilização. Não se registaram grandes alterações devido ao desenvolvimento do Lepidium meyenii. As famílias mais sensíveis à utilização de indicadores de pressão e pobreza do solo foram as Verrucomicrobiaceae, Acidobacteraceae e Aakkermansiaceae.(AU)

Metagenomic study of the communities of bacterial endophytes in the desert plant Senna Italica and their role in abiotic stress resistance in the plant / Estudo metagenômico das comunidades de endófitos bacterianos na planta do deserto Senna Italica e seu papel na resistência ao estresse abiótico na planta

Plant leaves and roots are home to diverse communities of bacteria, which play a significant role in plant health and growth. Although one of the most unfriendly environments for plant growth is deserts, desert plants can influence their surrounding microbial population and choose favorable bacteria that encourage their growth under these severe circumstances. Senna italica is known for its excellent medicinal values as a traditional medical plant, but little is known about its associated endophytic bacterial community under extreme conditions. In the present study, metagenomic sequencing of 16S rRNA was used to report the diversity of endophytic bacterial communities associated with the leaves and roots of the desert medicinal plant Senna italica that was collected from the Asfan region in northeast Jeddah, Saudi Arabia. Analyses of the 16S rRNA sequences at the taxonomic phylum level revealed that bacterial communities in the roots and leaves samples belonged to five phyla, including Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes, and unclassified phyla. Results indicated that the most common phyla were Cyanobacteria/Chloroplast and Actinobacteria. Analysis of the 16S rRNA sequences at the taxonomic phylum level revealed that bacterial communities in the roots and leaves samples belonged to twelve genera at the taxonomic genus level. The most abundant ones were highlighted for further analysis, including Okibacterium and Streptomyces found in Actinobacteria, which were the dominant genus in roots samples. However, Streptophyta found in Cyanobacteria/Chloroplast was the dominant genus in leaf samples. Metagenomic analysis of medicinal plants leads to identifying novel organisms or genes that may have a role in abiotic stress resistance in the plant. The study of endophytic microbiome taxonomic, phylogenetic, and functional diversity will better know innovative candidates that may be selected as biological agents to enhance agricultural and industrial processes, especially for crop desert agricultural improvement.

As folhas e raízes das plantas abrigam diversas comunidades de bactérias, que desempenham um papel significativo na saúde e no crescimento das plantas. Embora um dos ambientes mais hostis para o crescimento de plantas sejam os desertos, as plantas do deserto podem influenciar a população microbiana circundante e escolher bactérias favoráveis ​​que encorajem seu crescimento sob essas circunstâncias severas. Senna italica é conhecida por seus excelentes valores medicinais como planta medicinal tradicional, mas pouco se sabe sobre sua comunidade bacteriana endofítica associada em condições extremas. No presente estudo, o sequenciamento metagenômico de 16S rRNA foi usado para relatar a diversidade de comunidades bacterianas endofíticas associadas às folhas e raízes da planta medicinal do deserto Senna italica que foi coletada na região de Asfan no nordeste de Jeddah, Arábia Saudita. Análises das sequências de rRNA 16S no nível taxonômico do filo revelaram que as comunidades bacterianas nas amostras de raízes e folhas pertenciam a cinco filos, incluindo Cyanobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Firmicutes e filos não classificados. Os resultados indicaram que os filos mais comuns foram Cyanobacteria/Cloroplast e Actinobacteria. A análise das sequências de rRNA 16S no nível taxonômico do filo revelou que as comunidades bacterianas nas amostras de raízes e folhas pertenciam a doze gêneros no nível taxonômico de gênero. Os mais abundantes foram destacados para análise posterior, incluindo Okibacterium e Streptomyces encontrados em Actinobacteria, que foram os gêneros dominantes nas amostras de raízes. No entanto, Streptophyta encontrado em Cyanobacteria/Chloroplast foi o gênero dominante nas amostras de folhas. A análise metagenômica de plantas medicinais leva à identificação de novos organismos ou genes que podem ter um papel na resistência ao estresse abiótico na planta. O estudo da diversidade taxonômica, filogenética e funcional do microbioma endofítico conhecerá melhor os candidatos inovadores que podem ser selecionados como agentes biológicos para melhorar os processos agrícolas e industriais, especialmente para o melhoramento agrícola do deserto.

Investigação metagenômica em queijos tipo coloniais, produzidos com leite pasteurizado e comercializados no estado do Rio Grande do Sul, Brasil / Metagenomic investigation in colonial cheese produced with pasteurized milk and sold in the state of Rio Grande do Sul, Brazil / Investigación metagenómica en quesos de tipo colonial, producidos con leche pasteurizada y comercialziados en el estado de Río Grande do Sul, Brasil

Leite e derivados são alimentos muito susceptíveis a ataques de micro-organismos. Sua fiscalização no Brasil está a cargo das Inspeções Municipais, Estaduais ou Federais, sendo a verificação da qualidade higiênico-sanitária dos alimentos uma atividade de extrema importância. Este estudo utilizou a análise metagenômica para investigar sequencias genéticas microbianas em 12 marcas de queijo tipo colonial produzidos sob diferentes regimes de fiscalização pública, e comercializados no estado do Rio Grande do Sul em dois municípios distintos. Foi identificado DNA de micro-organismos pertencentes a quatro filos microbianos: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria. Dentre os resultados mais relevantes, sequências genéticas de micro-organismos patogênicos ou prejudiciais à tecnologia do leite foram evidenciados, com os gêneros Acinetobacter, Bacillus e Pseudomonas ocorrrendo em 100% das amostras avaliadas. Outras bactérias de importância em saúde pública, como as pertencentes à Família Enterobacteriaceae e o gênero Staphylococcus foram detectados e são discutidos. À comparação das medianas de detecção nos 3 níveis de fiscalização, quando da avaliação por pares, evidenciou-se diferença estatística entre as esferas municipal e federal (PT= 0,03), com maior mediana registrada em nível municipal. À avaliação entre os municípios, não foi evidenciada diferença significativa (PMW= 0,81). Sugere-se melhor qualidade microbiológica do queijo, e/ou leite utilizado como matéria-prima, pertencentes à produção submetida à Inspeção Federal em relação à Municipal.

Milk and dairy products are very susceptible foods to microorganism attacks. Its control in Brazil is submitted to Municipal, State or Federal Inspections, and verification of the hygienic-sanitary quality of food is an extremely important activity. This study used metagenomic analysis to investigate microbial genetic sequences in 12 brands of colonial cheese produced under different Public Inspection regimes and selled in two different municipalities in the state of Rio Grande do Sul. DNA from microorganisms belonging to four microbial Phyla have been identified: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes and Proteobacteria. Among the most relevant results, genetic sequences of pathogenic microorganisms or harmful to milk technology were evidenced, with Acinetobacter, Bacillus and Pseudomona sbacterias occurring in 100% of the evaluated samples. Other public health important bacterias, such as those belonging to the Enterobacteriaceae and Staphylococcus spp. were detected and discussed. Comparing the detection medians in the 3 levels of inspection by peer evaluation, a statistical difference was highlighted between the Municipal and Federal levels (PT= 0,03), with the highest median recorded at Municipal level. It is suggested better microbiological quality of cheese, and / or milk used as raw material, when they belong to the production submitted to the Federal Inspection in relation to Municipal one.

La leche y los derivados son alimentos muy susceptibles a los ataques de microorganismos. Su fiscalización en Brasil es responsabilidad de las inspecciones municipales, estatales o federales, y la verificación de la calidad higiénico-sanitaria de los alimentos es una actividad extremadamente importante. Este estudio utilizó el análisis metagenómico para investigar secuencias genéticas microbianas en 12 marcas de queso colonial com produción sometida a diferentes regímenes de inspección pública, y comercializadas en el estado de Rio Grande do Sul en dos municipios diferentes. Se han identificado ADN de microorganismos pertenecientes a cuatro filamentos microbianos: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes y Proteobacteria. Entre los resultados más relevantes, se evidenciaron secuencias genéticas de microorganismos patógenos o nocivos para la tecnología de la leche,com detección de los géneros Acinetobacter, Bacillus y Pseudomonas en el 100% de las muestras evaluadas. Se detectaron y discutieron otras bacterias de importancia para la salud pública, como las que pertenecen a la familia Enterobacteriaceae y el género Staphylococcus. La comparación de las medianas de detección en los 3 niveles de inspección, cuando la evaluación por pares, mostró una diferencia estadística entre los niveles municipales y federales (PT= 0,03), con la mediana más alta registrada a nivel municipal. En la evaluación entre los municipios, no se evidenciaron diferencias significativas (PMW= 0.81). Se sugiere una mejor calidad microbiológica del queso, y / o leche utilizada como materia prima, perteneciente a la producción sometida a la Inspección Federal en relación con el Municipal.

Investigação metagenômica em queijos tipo coloniais, produzidos com leite pasteurizado e comercializados no estado do Rio Grande do Sul, Brasil / Metagenomic investigation in colonial cheese produced with pasteurized milk and sold in the state of Rio Grande do Sul, Brazil / Investigación metagenómica en quesos de tipo colonial, producidos con leche pasteurizada y comercialziados en el estado de Río Grande do Sul, Brasil

Leite e derivados são alimentos muito susceptíveis a ataques de micro-organismos. Sua fiscalização no Brasil está a cargo das Inspeções Municipais, Estaduais ou Federais, sendo a verificação da qualidade higiênico-sanitária dos alimentos uma atividade de extrema importância. Este estudo utilizou a análise metagenômica para investigar sequencias genéticas microbianas em 12 marcas de queijo tipo colonial produzidos sob diferentes regimes de fiscalização pública, e comercializados no estado do Rio Grande do Sul em dois municípios distintos. Foi identificado DNA de micro-organismos pertencentes a quatro filos microbianos: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes e Proteobacteria. Dentre os resultados mais relevantes, sequências genéticas de micro-organismos patogênicos ou prejudiciais à tecnologia do leite foram evidenciados, com os gêneros Acinetobacter, Bacillus e Pseudomonas ocorrrendo em 100% das amostras avaliadas. Outras bactérias de importância em saúde pública, como as pertencentes à Família Enterobacteriaceae e o gênero Staphylococcus foram detectados e são discutidos. À comparação das medianas de detecção nos 3 níveis de fiscalização, quando da avaliação por pares, evidenciou-se diferença estatística entre as esferas municipal e federal (PT= 0,03), com maior mediana registrada em nível municipal. À avaliação entre os municípios, não foi evidenciada diferença significativa (PMW= 0,81). Sugere-se melhor qualidade microbiológica do queijo, e/ou leite utilizado como matéria-prima, pertencentes à produção submetida à Inspeção Federal em relação à Municipal.(AU)

Milk and dairy products are very susceptible foods to microorganism attacks. Its control in Brazil is submitted to Municipal, State or Federal Inspections, and verification of the hygienic-sanitary quality of food is an extremely important activity. This study used metagenomic analysis to investigate microbial genetic sequences in 12 brands of colonial cheese produced under different Public Inspection regimes and selled in two different municipalities in the state of Rio Grande do Sul. DNA from microorganisms belonging to four microbial Phyla have been identified: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes and Proteobacteria. Among the most relevant results, genetic sequences of pathogenic microorganisms or harmful to milk technology were evidenced, with Acinetobacter, Bacillus and Pseudomona sbacterias occurring in 100% of the evaluated samples. Other public health important bacterias, such as those belonging to the Enterobacteriaceae and Staphylococcus spp. were detected and discussed. Comparing the detection medians in the 3 levels of inspection by peer evaluation, a statistical difference was highlighted between the Municipal and Federal levels (PT= 0,03), with the highest median recorded at Municipal level. It is suggested better microbiological quality of cheese, and / or milk used as raw material, when they belong to the production submitted to the Federal Inspection in relation to Municipal one.(AU)

La leche y los derivados son alimentos muy susceptibles a los ataques de microorganismos. Su fiscalización en Brasil es responsabilidad de las inspecciones municipales, estatales o federales, y la verificación de la calidad higiénico-sanitaria de los alimentos es una actividad extremadamente importante. Este estudio utilizó el análisis metagenómico para investigar secuencias genéticas microbianas en 12 marcas de queso colonial com produción sometida a diferentes regímenes de inspección pública, y comercializadas en el estado de Rio Grande do Sul en dos municipios diferentes. Se han identificado ADN de microorganismos pertenecientes a cuatro filamentos microbianos: Acinetobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes y Proteobacteria. Entre los resultados más relevantes, se evidenciaron secuencias genéticas de microorganismos patógenos o nocivos para la tecnología de la leche,com detección de los géneros Acinetobacter, Bacillus y Pseudomonas en el 100% de las muestras evaluadas. Se detectaron y discutieron otras bacterias de importancia para la salud pública, como las que pertenecen a la familia Enterobacteriaceae y el género Staphylococcus. La comparación de las medianas de detección en los 3 niveles de inspección, cuando la evaluación por pares, mostró una diferencia estadística entre los niveles municipales y federales (PT= 0,03), con la mediana más alta registrada a nivel municipal. En la evaluación entre los municipios, no se evidenciaron diferencias significativas (PMW= 0.81). Se sugiere una mejor calidad microbiológica del queso, y / o leche utilizada como materia prima, perteneciente a la producción sometida a la Inspección Federal en relación con el Municipal.(AU)

Protein hydrolysate of poultry by-product and swine liver in the diet of pacific white shrimp / Roteína hidrolisada de subprodutos de frango e fígado suíno na dieta do camarão-branco-do-pacífico

This study aimed to evaluate the use of protein hydrolysate of poultry by-product and swine liver in the diet of Litopenaeus vannamei and its effect on the intestinal microbiota and on the enzymatic activity of the hepatopancreas. Shrimp (10.94 ± 0.90 g) were fed with diets containing 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of replacement of salmon by-product meal by protein hydrolysate, in triplicate. The hepatopancreas enzymatic activity and composition of intestinal microbiota was studied. It was observed that the protein hydrolysate in the diet changed the enzymatic activity of the shrimp when compared to the control group (p <0.05). Amylase activity increases directly with the percent of protein replacement in the diet. Metagenomic analysis revealed change in the gut biome of the shrimps. The increasing levels of protein replacement provided greater richness and diversity in gut microbiota in the 75% and 100% treatments, which were mainly related to changes in the abundances in the families Rhodobacteraceae and Flavobacteriaceae. A reduction in the abundance of the Vibrionaceae family was observed with the inclusion of protein hydrolysate in the diet. These results indicate that the protein hydrolysate demonstrated beneficial changes when added at concentrations of 25% in the diet of L. vannamei.

Este estudo teve como objetivo avaliar a utilização de hidrolisado proteico de subproduto de aves e fígado de suíno na dieta do Litopenaeus vannamei e seu efeito na microbiota intestinal e na atividade enzimática do hepatopâncreas. Camarões (10,94 ± 0,90 g) foram alimentados com dietas contendo 0%, 25%, 50%, 75% e 100% de substituição da farinha de subproduto de salmão pela proteína hidrolisada, em triplicata. A atividade enzimática do hepatopâncreas e a composição da microbiota intestinal foram estudadas. Observou-se que a proteína hidrolisada da dieta alterou a atividade enzimática do camarão quando comparado ao grupo controle (p <0,05). A atividade da amilase aumentou diretamente com a porcentagem de reposição de proteínas na dieta. A análise metagenômica revelou mudança no bioma intestinal dos camarões. Os níveis crescentes de reposição proteica proporcionaram maior riqueza e diversidade no trato digestório nos tratamentos 75% e 100%, estando principalmente relacionadas a mudanças na abundância das famílias Rhodobacteraceae e Flavobacteriaceae. Uma redução na abundância da família Vibrionaceae foi observada com a inclusão do hidrolisado proteico na dieta. Esses resultados indicam que a proteína hidrolisada demonstrou alterações benéficas quando adicionada em concentrações de 25% na dieta do L. vannamei.

Protein hydrolysate of poultry by-product and swine liver in the diet of pacific white shrimp / Roteína hidrolisada de subprodutos de frango e fígado suíno na dieta do camarão-branco-do-pacífico

This study aimed to evaluate the use of protein hydrolysate of poultry by-product and swine liver in the diet of Litopenaeus vannamei and its effect on the intestinal microbiota and on the enzymatic activity of the hepatopancreas. Shrimp (10.94 ± 0.90 g) were fed with diets containing 0%, 25%, 50%, 75% and 100% of replacement of salmon by-product meal by protein hydrolysate, in triplicate. The hepatopancreas enzymatic activity and composition of intestinal microbiota was studied. It was observed that the protein hydrolysate in the diet changed the enzymatic activity of the shrimp when compared to the control group (p <0.05). Amylase activity increases directly with the percent of protein replacement in the diet. Metagenomic analysis revealed change in the gut biome of the shrimps. The increasing levels of protein replacement provided greater richness and diversity in gut microbiota in the 75% and 100% treatments, which were mainly related to changes in the abundances in the families Rhodobacteraceae and Flavobacteriaceae. A reduction in the abundance of the Vibrionaceae family was observed with the inclusion of protein hydrolysate in the diet. These results indicate that the protein hydrolysate demonstrated beneficial changes when added at concentrations of 25% in the diet of L. vannamei.(AU)

Este estudo teve como objetivo avaliar a utilização de hidrolisado proteico de subproduto de aves e fígado de suíno na dieta do Litopenaeus vannamei e seu efeito na microbiota intestinal e na atividade enzimática do hepatopâncreas. Camarões (10,94 ± 0,90 g) foram alimentados com dietas contendo 0%, 25%, 50%, 75% e 100% de substituição da farinha de subproduto de salmão pela proteína hidrolisada, em triplicata. A atividade enzimática do hepatopâncreas e a composição da microbiota intestinal foram estudadas. Observou-se que a proteína hidrolisada da dieta alterou a atividade enzimática do camarão quando comparado ao grupo controle (p <0,05). A atividade da amilase aumentou diretamente com a porcentagem de reposição de proteínas na dieta. A análise metagenômica revelou mudança no bioma intestinal dos camarões. Os níveis crescentes de reposição proteica proporcionaram maior riqueza e diversidade no trato digestório nos tratamentos 75% e 100%, estando principalmente relacionadas a mudanças na abundância das famílias Rhodobacteraceae e Flavobacteriaceae. Uma redução na abundância da família Vibrionaceae foi observada com a inclusão do hidrolisado proteico na dieta. Esses resultados indicam que a proteína hidrolisada demonstrou alterações benéficas quando adicionada em concentrações de 25% na dieta do L. vannamei.(AU)

O papel das nucleases no laboratório de biologia molecular: vilãs ou aliadas? / The role of nucleases in the molecular biology laboratory: villains or allies?

Em laboratório de biologia molecular existem normas para prevenir que nucleases destruam os ácidos nucleicos em análise. Rígida adesão a estas normas é primordial, principalmente em laboratórios de análises clínicas e ao se lidar com amostras com número restrito de cópias do genoma-alvo. Em contraposição, diversas nucleases têm tido importância fundamental, por exemplo, na identificação do ácido nucleico de vírus, investigação de RNA mensageiro, purificação de vírus em abordagem metagenômica, edição de genomas com o sistema CRISPR/Cas e descoberta de enzimas. O conhecimento de como nucleases podem ser tanto vilãs quanto aliadas é essencial na formação de todos que trabalham no campo de biologia molecular.

In a molecular biology laboratory there are standards to prevent nucleases from destroying the nucleic acids under analysis. Strict adherence to these standards is paramount, mainly in clinical analysis laboratories and when dealing with samples with a limited number of copies of the target genome. In contrast, several nucleases have been of fundamental importance, for example, in the identification of the type of viral nucleic acid, investigation of messenger RNA, virus purification in metagenomic approach, genome editing with the CRISPR/Cas system, and enzyme discovery. Knowledge of how nucleases can be both villains and allies is essential in the training of all working in the field of molecular biology.

O papel das nucleases no laboratório de biologia molecular: vilãs ou aliadas? / The role of nucleases in the molecular biology laboratory: villains or allies?

Em laboratório de biologia molecular existem normas para prevenir que nucleases destruam os ácidos nucleicos em análise. Rígida adesão a estas normas é primordial, principalmente em laboratórios de análises clínicas e ao se lidar com amostras com número restrito de cópias do genoma-alvo. Em contraposição, diversas nucleases têm tido importância fundamental, por exemplo, na identificação do ácido nucleico de vírus, investigação de RNA mensageiro, purificação de vírus em abordagem metagenômica, edição de genomas com o sistema CRISPR/Cas e descoberta de enzimas. O conhecimento de como nucleases podem ser tanto vilãs quanto aliadas é essencial na formação de todos que trabalham no campo de biologia molecular.(AU)

In a molecular biology laboratory there are standards to prevent nucleases from destroying the nucleic acids under analysis. Strict adherence to these standards is paramount, mainly in clinical analysis laboratories and when dealing with samples with a limited number of copies of the target genome. In contrast, several nucleases have been of fundamental importance, for example, in the identification of the type of viral nucleic acid, investigation of messenger RNA, virus purification in metagenomic approach, genome editing with the CRISPR/Cas system, and enzyme discovery. Knowledge of how nucleases can be both villains and allies is essential in the training of all working in the field of molecular biology.(AU)

Aplicações de Metagenômica Viral em Medicina Veterinária: Análise de Viromas

As novas abordagens metagenômicas virais permitem a detecção imparcial de uma ampla gama de agentes infecciosos de maneira independente da cultura, facilitando o diagnóstico e, consequentemente, o monitoramento de doenças, o que está intimamente atrelado ao conceito One World, One Health. Além disso, abrem possibilidades para análises genéticas comparativas e enriquecimento de bancos de dados genômicos. O gênero Hepacivirus (família Flaviviridae) é um exemplo expressivo de gênero viral que cresceu rapidamente com o advento da metagenômica. Desde 1996, quando o gênero Hepacivirus foi criado, o vírus da hepatite C (HCV) era a única espécie conhecida. No entanto, os hepacivírus (HVs) têm sido detectados em diversos animais domésticos e selvagens, incluindo, equinos, cães, roedores, morcegos, bovinos, tubarões, entre outros. O objetivo geral desta tese foi aprofundar o conhecimento acerca da ecologia viral em diferentes hospedeiros, através da metagenômica na ciência veterinária, destacando diferentes subáreas em que a mesma pode ser empregada. O Capitulo 1 aborda a detecção de um hepacivírus bovino (HNV) através da plataforma de sequenciamento de alto desempenho, Illumina MiSeq. As análises revelaram uma sequência com alta divergência nucleotídica quando comparada aos demais HNVs conhecidos mundialmente. Além disso, baseado na classificação proposta na literatura, trata-se de um provável novo genótipo. Esse estudo, intitulado Highly Divergent Cattle Hepacivirus N in Southern Brazil foi publicado em 2019, na revista científica Archives of Virology. O Capítulo 2 trata-se de dois estudos de metagenômica realizados para análise de viroma. O primeiro intitulado "New Polyomavirus in Nutria, Myocastor coypus Polyomavirus 1" no qual obtivemos o sequenciamento de genoma completo de uma nova espécie de PyVs em ratão-do-banhado, pertencente ao gênero Alphapolyomavirus, que foi publicado na revista científica Archives of Virology. No segundo estudo, "Liver Virome of Healthy Pigs Reveals Diverse Small ssDNA Viral Genomes", foi analisado o viroma de figados de suínos de um abatedouro. Nesse estudo detectamos, pela primeira vez no Brasil, a presença de alguns vírus como Porcine Circovirus 1 e Porcine Parvovirus 6 e 7, além da ausência de vírus potencialmente zoonóticos. A pesquisa foi publicada na revista científica Infection, Genetics and Evolution em 2020. Concluindo, a metagenômica viral foi aplicada com sucesso na investigação de três importantes estudos para a ciência veterinária. Os resultados contribuíram com a expansão do conhecimento na área, através da descrição e caracterização de novos e conhecidos vírus, além de enriquecer os bancos de dados genômicos, provendo informação para futuras pesquisas

The viral metagenomic approaches, a culture-independent technique, allow the impartial detection of a wide range of pathogens, improving the diagnosis and, consequently, the monitoring of diseases, which is closely linked to the One World, One Health concept. Furthermore, open possibilities for comparative genetic analysis and genomic databases enrichment. Hepacivirus genus (family Flaviviridae) is an expressive example of a viral genus that grew with the advent of metagenomics. Since 1996, when the genus Hepacivirus was created, the hepatitis C virus (HCV) was the only known species. However, hepaciviruses (HVs) have been detected in several domestic and wild animals, including, horses, dogs, rodents, bats, cattle, sharks, among others. The main objective of this thesis was improving the knowledge of different hosts viral ecology through metagenomics in veterinary science, highlighting different sub-areas in which it can be applied. Chapter 1 addresses bovine hepacivirus (HNV) detection through the high-throughput sequencing (HTS), using Illumina MiSeq. The analyzes revealed a sequence with high nucleotide divergence when compared to HNVs worldwide known. In addition, based on the ICTV classification, it is a putative new genotype. This study, entitled Highly Divergent Cattle Hepacivirus N in Southern Brazil was published in 2019, in the scientific journal Archives of Virology. Chapter 2 is about two metagenomics studies performed for virome analysis. The first one entitled "New Polyomavirus in Nutria, Myocastor coypus Polyomavirus 1" in which we obtained a new PyVs complete genome species of in nutria, belonging to the genus Alphapolyomavirus, which was published in the scientific journal Archives of Virology. In the second research, "Liver Virome of Healthy Pigs Reveals Diverse Small ssDNA Viral Genomes", the swine liver virome of a slaughterhouse was analyzed. In this study, we detected, for the first time in Brazil, the presence of some viruses such as Porcine Circovirus 1 and Porcine Parvovirus 6 and 7, in addition to the absence of potentially zoonotic viruses. In conclusion, viral metagenomics has been successfully applied in important veterinary science studies. The results contributed to the knowledge expansion in the area, through the description and characterization of new and known viruses, in addition to enriching the genomic databases, providing information for future research.

ANÁLISE MOLECULAR DE VÍRUS SUÍNOS ATRAVÉS DE ABORDAGEM METAGENÔMICA

A carne suína é a segunda maior fonte de proteína animal consumida no mundo. O sucesso na profunda expansão da suinocultura deve-se principalmente às melhorias sanitárias implantadas nos sistemas de produção intensiva. Todavia, o aumento da densidade de animais contribuiu para a emergência e reemergência de doenças virais, facilitou a transmissão viral entre os animais e promoveu o surgimento de síndromes de etiologia desconhecida ou multifatoriais, incluindo doenças respiratórias e gastrointestinais. A metagenômica viral aliada ao sequenciamento de alto desempenho (HTS) oferece uma oportunidade para identificação, monitoramento e diagnóstico de infecções virais. Por meio dessa abordagem, é possível caracterizar virtualmente todos os genomas virais presentes em determinada amostra (o viroma). A caracterização do viroma de diferentes tipos de amostras alimenta os bancos de dados com informações para análises genéticas comparativas acelerando o entendimento acerca de cadeias de transmissão, taxa de evolução viral e origem de doenças zoonóticas. Além disso, os vírus possuem papel fundamental na saúde de seus hospedeiros e explorar a diversidade viral natural dos suínos é o primeiro passo para a compreensão de síndromes de etiologia indefinida ou de origem multifatorial. Nesse trabalho, o viroma de suínos domésticos foi explorado por meio da abordagem metagenômica viral aliada ao HTS e ferramentas de bioinformática. O soro de suínos com sinais clínicos de doença respiratória revelou a presença de vários vírus de genoma circular DNA fita simples (ssDNA) codificadores de replicase (CRESS DNA) (Artigo 1), dentre os quais foram classificados nas famílias Genomoviridae, Smacoviridae (no qual um novo gênero é proposto), Redondoviridae e Nenyaviridae; outros não puderam ser classificados em nenhuma família reconhecida atualmente. Ainda nesse estudo, foram detectados vírus das famílias Anelloviridae, Parvoviridae (eucarióticos), Microviridae e Inoviridae (procarióticos). O viroma do soro de suínos clinicamente saudáveis oriundos de granjas de reprodutores suídeos certificadas (GRSC) também foi explorado e revelou vírus das famílias Anelloviridae, Parvoviridae e vários CRESS DNA não classificados. Em outro estudo ainda em andamento, o viroma de fezes de suínos com, ou sem diarreia, foi investigado e diversas famílias virais foram detectadas. Por fim, esse trabalho também apresenta a continuação de um estudo anterior que, por meio da metagenômica viral e HTS, identificou circovírus suíno tipo 3 (PCV3) em matrizes com natimortos. Aqui, a relação do PCV3 com a natimortalidade em suínos foi investigada por meio de PCR em tempo real nas amostras individuais de matrizes com ou sem natimortos, revelando que esse vírus está amplamente disseminado entre os suínos (Artigo 2). Os resultados apresentados nessa tese ampliam o conhecimento sobre a comunidade viral presente em suínos domésticos, enriquecem os bancos de dados virais e fornecem uma base para a comparação da diversidade viral em estudos futuros.

Pork meat is the second largest source of animal protein consumed in the world. The success in the deep expansion of pig farming is mainly due to the sanitary improvements implemented in intensive production systems. However, the increase in animal density contributed to the emergence and reemergence of viral diseases, facilitated viral transmission between animals and promoted the emergence of syndromes of unknown or multifactorial etiology, including respiratory and gastrointestinal diseases. Viral metagenomics combined with high-throughput sequencing (HTS) offers a valuable opportunity for the identification, monitoring and diagnosis of viral infections. Through this approach, it is possible to characterize virtually all viral genomes present in a given sample, the viroma. The viroma characterization of different types of samples feeds the databases with information for comparative genetic analyzes, accelerating the understanding about transmission chains, viral evolution rate and origin of zoonotic diseases. In addition, viruses play a fundamental role in the health of their hosts and exploring the natural viral diversity of pigs is the first step towards understanding syndromes of undefined etiology or of multifactorial origin. In this work, the domestic swine viroma was explored using viral metagenomic approach combined with HTS and bioinformatics tools. Swine serum with clinical signs of respiratory disease revealed the presence of several circular single-stranded DNA (ssDNA) Rep-encoding (CRESS DNA) viruses (Article 1), which were classified into the viral families Genomoviridae, Smacoviridae (by which one new genus is proposed), Redondoviridae and Nenyaviridae; others could not be classified in any currently recognized family. Also, viruses from the families Anelloviridae, Parvoviridae (eukaryotic), Microviridae and Inoviridae (prokaryotic) were detected. The serum virome of clinically healthy pigs from certified swine breeders (GRSC) farms was also explored and revealed viruses from the Anelloviridae, Parvoviridae and several unclassified CRESS DNA families. In another study still in progress, swine feces virome with or without diarrhea was investigated and several viral families were detected. Finally, this work also presents the continuation of a previous study that, using viral metagenomics and HTS, identified porcine circovirus type 3 (PCV3) in sows with stillbirths. Here, the relationship between PCV3 and stillbirth was investigated using realtime PCR in individual samples from sows with or without stillbirths, revealing that this virus is widely disseminated in pigs (Article 2). The results presented in here expand the knowledge about the viral community in domestic swine, enrich the viral databases and provide a baseline for viral diversity comparison in future studies.