Isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste for bioremediation purposes

Abstract Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (245246.0N 665925.7E and 244837.5N 670652.6E). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.

Resumo O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (245246,0N 665925,7E e 244837,5N 670652,6E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30 ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.

Amazonian soil fungi are efficient degraders of glyphosate herbicide; novel isolates of Penicillium, Aspergillus, and Trichoderma

Abstract Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.

Resumo Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.

Long term classical methods for the preservation of xanthan gum-producing Xanthomonas arboricola pathovar pruni strains / Métodos clássicos de longo prazo parapreservação e produção de gomaxantana por cepas de Xanthomonas arborícola patovar pruni

The maintenance of viable and stable Xanthomonascells is crucial for the xanthan reliable research and industrial production. The method, storage and recovery conditions should preserve bothviability and phenotypical and genotypical features. Here, the effectiveness classical methods on the long-term preservation of different Xanthomonas arboricola pathovar pruni strains was to determine.Strains were preserved by monthly sub-culturing in solid medium and lyophilization. After 12 years the viability of the strains, was assessed, as well as their productive capacity and the viscosity of the xanthan gum produced by these strains kept by lyophilization and sub-culturing. Among the lyophilized strains, only those stored at -18 °C were viable after 12 years. The productive capacity of the strains were poorly affected by lyophilization, the passage of the cultures into a solid nutrition medium being sufficient for them to return to their normal metabolism. The viscosity of the synthesized xanthan gum was method-dependent and higher for the lyophilized strains. The work and its findings arenew and original because a work on this topic has never been published before. The results obtained allow the breaking of paradigms regarding the preservation of Xanthomonas.(AU)

A manutenção de células de Xanthomonas viáveis e estáveis é crucial para se obter uma pesquisa confiável e para a produção de xantana industrial.O método, o armazenamento eascondições de recuperação devem preservar tanto a viabilidade quanto as características fenotípicas e genotípicas. O objetivo do estudo foi determinar a eficácia dos métodos clássicos na preservação a longo prazo de diferentes cepas de Xanthomonas arboricolapatovarpruni. As cepas foram preservadas por subcultivo mensal em meio sólido e liofilização. Após 12 anos,avaliou-se a viabilidade das linhagens, bem como a capacidade produtiva e a viscosidade da goma xantana produzida por essas linhagens mantidas por liofilização e subcultivo. Entre as cepas liofilizadas, somente foram viáveis, após 12 anos, as armazenadas a -18°C. A capacidade produtiva das cepas foi pouco afetada pela liofilização, sendo suficiente a passagem das culturas para um meio de cultivosólido para que elas voltassem ao seu metabolismo normal. A viscosidade da goma xantana sintetizada foi dependente do método e maior para as cepas liofilizadas. O estudo e suas descobertas sãonovos e originais porque um trabalho sobre este tópico nunca foi publicado antes. Os resultados obtidos permitem quebrar paradigmas quanto à preservação de Xanthomonas.(AU)

Curcumin exerts its antioxidant and neuroprotective effects against aluminum-induced oxidative stress and neurotoxicity in male albino rats

Aluminum is a neurotoxicant and one of the most harmful metals in the environment; it is producing tissue inflammation and oxidative stress. Curcumin is an effective antioxidant and neuroprotective compound with medicinal potential. Curcumin's effect on AL toxicity was investigated in this study. Two groups of 70 mature adult albino rats were used, each of which was subdivided into five groups: Control, Vehicle, Curcumin, Aluminum, and Curcumin + Aluminum group. For two periods of 20 and 40 days, animal models were administered orally AlCl3 (20 mg kg-1 bw) and/or Curcumin (100 mg kg-1 bw). In the cerebral cortex, aluminum caused a significant rise (p < 0.05) in lipid peroxidation and DNA fragmentation, as well as a significant decrease (p < 0.05) in antioxidant enzymes such as catalase, superoxide dismutase, and glutathione peroxidase. In the brain hippocampus, aluminum caused a major reduction (p < 0.05) in neurotransmitters (dopamine and serotonin), while Acetylcholine esterase activity increased sharply (p < 0.05). Aluminum also triggered histological analyses in the hippocampus of the brain. Curcumin co-administration considerably reduced the increase in lipid peroxidation and DNA fragmentation, but also enhanced the depletion of antioxidant enzymes. Curcumin also reversed the decline in neurotransmitters, the increase in Acetylcholine esterase, and the distortion in the brain hippocampus.(AU)

Detection and Antimicrobial Resistance Profile of Enteropathogenic (EPEC) and Shigatoxigenic Escherichia coli (STEC) in Conventional and Organic Broiler Chickens

Enteropatogenic Escherichia coli (EPEC) and shigatoxigenic E. coli (STEC), are generally poultry and poultry product isolate and can cause serious human infections. Many strains may become resistant to various antimicrobials, which can hinder the treatment of bacterial diseases. Organic farming seeks to avoid the selection and frequency of antimicrobial-resistant bacteria. This study aims to verify the resistance of EPEC and STEC from organic and conventional (industrial) broiler isolates to antimicrobials. All isolates were submitted to disk diffusion test with tetracycline, gentamicin, enrofloxacin, ceftriaxone and amoxicillin + clavulanate (TET, GEN, ENO, CTX, AMC) and PCR to detect specific virulence genes for EPEC and STEC. A total of 297 E. coli strains were isolated, 213 from conventional. In organic broiler, 84 strains were isolated. The strains from the conventional broiler isolates were resistant to five antimicrobials tested: TET 48.82% (104/213), ENO 28.17% (60/213), CTX 15.49% (33/213), GEN 14.55% (31/213), and AMC 7.04% (15/213), and 9.86% (21/213) were considered multidrug-resistant. Organic chicken strains were resistant to four of the antimicrobials tested: TET 35.7% (30/84), ENO 9.5% (8/84), CTX 2.4% (2/84), GEN 4.8% (4/84). Of the strains from the organic broiler chicken isolates, only 1.2% (1/84) was considered multidrug-resistant. No EPEC and STEC were found in the organic chicken samples. The multidrug resistance was characterized in 9.52% (2/21) of the EPEC and 4.76% (1/21) of the STEC. The study demonstrated the absence of EPEC and STEC strains in organic broilers and carcasses and a lower frequency of multiresistant strains compared to conventional breeding.(AU)

Amazonian soil fungi are efficient degraders of glyphosate herbicide; novel isolates of Penicillium, Aspergillus, and Trichoderma / Os fungos do solo amazônico são degradadores eficientes do herbicida glifosato; novos isolados de Penicillium, Aspergillus e Trichoderma

Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.

Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.

Influence of adjuvants added to teflubenzuron spray on resistant and susceptible strains of the soybean looper Chrysodeixis includens (Lepidoptera: Noctuidae) / Influência da adição de adjuvantes à calda de pulverização de teflubenzuron em linhagens resistentes e suscetíveis da lagarta falsa-medideira Chrysodeixis includens em soja (Lepidoptera: Noctuidae)

ABSTRACT: The soybean looper (SBL), Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), is a soybean and cotton pest in South America countries. Field-evolved resistance of SBL to inhibitors of chitin biosynthesis has been reported in Brazil; however, this mode of action is still widely used against SBL. On this basis, we conducted laboratory bioassays to investigate if adjuvants (Nimbus®, TA 35®, Break-Thru® S 240, and Rizospray Extremo®) added to the teflubenzuron spray increase the mortality of SBL strains (resistant, heterozygous, and susceptible to chitin biosynthesis inhibitors). Using chromatography analysis, we also evaluated the amount of teflubenzuron on soybean leaves when applied alone or in combination with adjuvants. In laboratory bioassays, the biological activity of teflubenzuron increased against the susceptible SBL strain when adjuvants were added. In contrast, no relevant effects of adjuvants added to the teflubenzuron spray against heterozygous and resistant SBL larvae were detected. In leaf bioassays, even leaves from the upper third part of the plants containing a significantly higher amount of teflubenzuron (3.4 mg/kg vs 1.7 and 0.6 mg/kg); the mortality of SBL strains was similar when teflubenzuron was applied alone or in mixture with adjuvants. Our findings indicated that adjuvants added to teflubenzuron spray do not provide a substantial increase in the mortality of SBL strains resistant to chitin biosynthesis inhibitors. Therefore, it is necessary to reduce the use of this mode-of-action insecticide against SBL and to give preference to other insecticides or control tactic.

RESUMO: A lagarta falsa-medideira, Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), é uma praga da soja e do algodão nos países da América do Sul. A resistência de C. includens a inibidores da biossíntese de quitina tem sido relatada no Brasil. Entretanto, esse modo de ação ainda é amplamente utilizado para controle de C. includens. Com base nisso, conduzimos bioensaios em laboratório para investigar se adjuvantes (Nimbus®, TA 35®, Break-Thru® S 240 e Rizospray Extremo®) adicionados à calda inseticida de teflubenzuron aumentam a mortalidade de linhagens de C. includens (resistentes, heterozigotos e suscetíveis a inibidores da biossíntese de quitina). Usando análise cromatográfica, também avaliamos a quantidade de teflubenzuron em folhas de soja quando aplicado isolado ou em combinação com adjuvantes. Em bioensaios de laboratório, a atividade biológica do teflubenzuron aumentou para a linhagem suscetível quando os adjuvantes foram adicionados à calda inseticida. Em contraste, nenhum efeito relevante de adjuvantes adicionados ao teflubenzuron foi detectado para os heterozigotos e resistentes. Em bioensaios de folhas, mesmo naquelas do terço superior das plantas, as quais apresentaram uma maior deposição de teflubenzuron (3,4 mg/kg vs 1,7 e 0,6 mg/kg); a mortalidade das linhagens de C. includens foi semelhante quando o teflubenzuron foi aplicado isolado ou com adjuvantes. Nossos resultados indicam que os adjuvantes adicionados ao teflubenzuron não fornecem um aumento substancial na mortalidade de linhagens de C. includens resistentes aos inibidores da biossíntese de quitina. Portanto, é necessário reduzir o uso desse modo de ação para o manejo de C. includens e dar preferência a outros inseticidas ou tática de controle.

Amazonian soil fungi are efficient degraders of glyphosate herbicide; novel isolates of Penicillium, Aspergillus, and Trichoderma / Os fungos do solo amazônico são degradadores eficientes do herbicida glifosato; novos isolados de Penicillium, Aspergillus e Trichoderma

Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.(AU)

Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.(AU)

Metabolic profile, antimicrobial and toxicity evaluation of Azadirachta indica roots / Perfil metabólico, atividade antimicrobiana e de toxicidade das raízes de Azadirachta indica

ABSTRACT: The constituents of the hydroethanolic extract ofAzadiractaindicaroot were investigated using ultra-performance liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry (UPLC-QTOOF-MSE). Acute toxicity was evaluated in an experimental animal model. We investigated the antibacterial activities ofA. indicaroots againstSalmonella typhimuriumandStaphylococcus aureusand the antifungal activities against strains ofTrichophyton rubrum, Candida albicansandCandida tropicalis. We identified nine secondary metabolites in the hydroethanolic extract by UPLC-QTOOF-MSE. The extract was highly effective in inhibiting the growth of T. rubrum strains, so it can be effective in combating the dermatophyte tested,but it had no inhibition potential on any bacterial strains orCandidaspecies evaluated. It was possible to infer that the extract had no acute toxicity in relation to the animal model Danio rerio. Therefore, since neem has a high bioactive potential and adapts well to the climate of semiarid regions, growing this species could become a source of income for farmers by its use to produce naturals fungicide and drug, as alternatives to conventional products, which can cause microbiological resistance and/or are toxic to the environment, besides being expensive.

RESUMO: Os constituintes do extrato hidroetanólico da raiz deA. indicaforam investigados por cromatografia líquida de ultra-alta performance acoplada à espectrometria de massas do tipo quadrupolo-tempo de voo (UPLC-QTOOF-MSE). A toxicidade aguda foi avaliada em modelo animal. Investigamos as atividades antibacterianas contra Salmonella typhimuriumeStaphylococcus aureuse as atividades antifúngicas contra cepas deTrichophyton rubrum, Candida albicanseCandida tropicalis. Identificamos nove metabólitos secundários no extrato etanólico por UPLC-QTOOF-MSE. O extrato foi altamente eficaz na inibição do crescimento de cepas de T. rubrum, podendo ser eficaz no combate ao dermatofito avaliado, mas não apresentou potencial de inibição em nenhuma cepa bacteriana ou espécies deCandidaavaliadas. Também foi possível inferir que o extrato não apresentou toxicidade aguda em relação ao modelo animalDanio rerio. Portanto, como o Neem tem alto potencial bioativo e se adapta bem ao clima das regiões semiáridas, o cultivo dessa espécie pode se tornar uma fonte de renda para os agricultores a partir da utilização da planta para produção de fungicida e/ou fármaco naturais como alternativa aos produtos convencionais, que podem causar resistência microbiológica e/ou são tóxicas ao meio ambiente, além de serem caros.

Isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste for bioremediation purposes / Isolamento e triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais para fins de biorremediação

Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.

O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚52’46,0”N 66˚59’25,7”E e 24˚48’37,5”N 67˚06’52,6”E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.

Isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste for bioremediation purposes / Isolamento e triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais para fins de biorremediação

Abstract Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.

Resumo O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚52'46,0"N 66˚59'25,7"E e 24˚48'37,5"N 67˚06'52,6"E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30 ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.

Isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste for bioremediation purposes / Isolamento e triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais para fins de biorremediação

Chromium (VI) a highly toxic metal, a major constituent of industrial waste. It is continuously release in soil and water, causes environmental and health related issues, which is increasing public concern in developing countries like Pakistan. The basic aim of this study was isolation and screening of chromium resistant bacteria from industrial waste collected from Korangi and Lyari, Karachi (24˚52ʹ46.0ʺN 66˚59ʹ25.7ʺE and 24˚48ʹ37.5ʺN 67˚06ʹ52.6ʺE). Among total of 53 isolated strains, seven bacterial strains were selected through selective enrichment and identified on the basis of morphological and biochemical characteristics. These strains were designated as S11, S13, S17, S18, S30, S35 and S48, resistance was determined against varying concentrations of chromium (100-1500 mg/l). Two bacterial strains S35 and S48 showed maximum resistance to chromium (1600 mg/l). Bacterial strains S35 and S48 were identified through 16S rRNA sequence and showed 99% similarity to Bacillus paranthracis and Bacillus paramycoides. Furthermore, growth condition including temperature and pH were optimized for both bacterial strains, showed maximum growth at temperature 30ºC and at optimum pH 7.5 and 6.5 respectively. It is concluded that indigenous bacterial strains isolated from metal contaminated industrial effluent use their innate ability to transform toxic heavy metals to less or nontoxic form and can offer an effective tool for monitoring heavy metal contamination in the environment.(AU)

O cromo (VI), metal altamente tóxico, é um dos principais constituintes dos resíduos industriais. É liberado no solo e na água, causa problemas ambientais e de saúde de crescente preocupação pública em países em desenvolvimento como o Paquistão. O objetivo básico deste estudo foi o isolamento e a triagem de bactérias resistentes ao cromo de resíduos industriais coletados em Korangi e Lyari, Karachi (24˚5246,0”N 66˚5925,7”E e 24˚4837,5”N 67˚0652,6”E). Do total de 53 cepas isoladas, sete cepas bacterianas foram selecionadas por enriquecimento seletivo e identificadas com base em características morfológicas e bioquímicas. Essas cepas foram designadas como S11, S13, S17, S18, S30, S35 e S48, apresentaram alta resistência aos metais contra concentrações variáveis (100-1500 mg / l) de cromo. Já as cepas S35 e S48 foram identificadas por meio da sequência 16S rRNA e apresentaram 99% de similaridade com Bacillus paranthracis e Bacillus paramycoides. Além disso, as condições de crescimento incluindo temperatura e pH foram otimizadas e ambas as cepas bacterianas apresentaram crescimento máximo na temperatura de 30ºC, enquanto seu pH ótimo foi observado em 7,5 e 6,5, respectivamente. Conclui-se que o potencial de resistência dessas bactérias resistentes ao cromo pode ser efetivamente utilizado na remoção de cromo de efluentes industriais contaminados. Técnicas de base biológica usando bactérias ajudarão a fornecer métodos mais baratos e ecológicos de remoção, recuperação e desintoxicação de cromo.(AU)

Identification of locally isolated entomopathogenic Fusarium species from the soil of Changa Manga Forest, Pakistan and evaluation of their larvicidal efficacy against Aedes aegypti

Abstract Dengue fever vectored by the mosquito Aedes aegypti is one of the most rapidly spreading insect-borne diseases. Current reliance of dengue vector control is mostly on chemical insecticides. Growing insecticide resistance in the primary mosquito vector, Aedes aegypti, limits the effectiveness of vector control through chemical insecticides. These chemical insecticides also have negative environmental impacts on animals, plants and human health. Myco-biocontrol agents are naturally occurring organisms and are found to be less damaging to the environment as compared to chemical insecticides. In the present study, entomopathogenic potential of local strains of fungi isolated from soil was assessed for the control of dengue vector. Local fungal isolates presents better alternative to introducing a foreign biocontrol strain, as they may be better adapted to environmental conditions of the area to survive and may have more entomopathogenic efficacy against target organism. Larvicidal efficacy of Fusarium equiseti and Fusarium proliferatum was evaluated against Aedes aegypti. Local strains of F. equiseti (MK371718) and F. proliferatum (MK371715) were isolated from the soil of Changa Manga Forest, Pakistan by using insect bait method. Larvicidal activity of two Fusarium spp. was tested against forth instar larvae of A. aegypti in the laboratory, using concentrations 105, 106, 107 and 108 conidia /ml. LC50 values for F. equiseti after 24h, 48h, 72h and 96h of exposure were recorded as 3.8x 108, 2.9x107, 2.0x107, and 7.1x106 conidia /ml respectively while LC50 values for F. proliferatum were recorded as 1.21x108, 9.6x107, 4.2x107, 2.6x107 conidia /ml respectively after 24h, 48h, 72h and 96h of exposure. The results indicate that among two fungal strains F. equiseti was found to be more effective in terms of its larvicidal activity than F. proliferatum against larvae of A. aegypti.

Resumo A dengue transmitida pelo mosquito Aedes aegypti é uma das doenças transmitidas por insetos de propagação mais rápida. A dependência atual do controle do vetor da dengue é principalmente de inseticidas químicos. O aumento da resistência a inseticidas no principal vetor do mosquito, Aedes aegypti, limita a eficácia do controle do vetor por meio de inseticidas químicos. Esses inseticidas químicos também têm impactos ambientais negativos sobre os animais, plantas e saúde humana. Os agentes de micobiocontrole são organismos que ocorrem naturalmente e são menos prejudiciais ao meio ambiente em comparação com os inseticidas químicos. No presente estudo, avaliou-se o potencial entomopatogênico de cepas locais de fungos isolados do solo para o controle do vetor da dengue. Isolados de fungos locais apresentam melhor alternativa para a introdução de uma cepa de biocontrole estrangeira, pois podem ser mais bem adaptados às condições ambientais da área para sobreviver e podem ter maior eficácia entomopatogênica contra o organismo-alvo. A eficácia larvicida de Fusarium equiseti e Fusarium proliferatum foi avaliada contra Aedes aegypti. Cepas locais de F. equiseti (MK371718) e F. proliferatum (MK371715) foram isoladas do solo de Changa Manga Forest, Paquistão, usando o método de isca para insetos. Atividade larvicida de dois Fusarium spp. foi testado contra larvas de quarto ínstar de A. aegypti em laboratório, nas concentrações 105, 106, 107 e 108 conídios / ml. Os valores de LC50 para F. equiseti após 24 h, 48 h, 72 h e 96 h de exposição foram registrados como 3,8x 108, 2,9x107, 2,0x107 e 7,1x106 conídios / ml, respectivamente, enquanto os valores de LC50 para F. proliferatum foram registrados como 1,21x108, 9,6 x107, 4,2x107, 2,6x107 conídios / ml, respectivamente, após 24 h, 48 h, 72 h e 96 h de exposição. Os resultados indicam que entre duas cepas de fungos F. equiseti se mostrou mais eficaz em termos de atividade larvicida do que F. proliferatum contra larvas de A. aegypti.

Phenotypic and genotypic characterization of Brucella abortus biovar 4 isolates from cattle in Brazil / Caracterização fenotípica e genotípica de isolados de Brucella abortus biovar 4 em bovinos no Brasil

ABSTRACT: The aim of the present study was to characterize (phenotypically and genotypically) two strains of Brucella abortus identified as belonging to biovar 4 isolated from cattle in Brazil. The strains were isolated from cervical bursitis from cattle in the states of Pará and Rio Grande do Sul, respectively. In the phenotypic identification, the isolates were positive in CO2 requirement, produced H2S, were resistant to basic fuchsin (20 µg / mL) and sensitive to thionin (20 µg / mL and 40 µg / mL) and presented M surface antigen, but A surface antigen is absent. The isolates were positive in the PCR for the bcsp31 gene (genus-specific) and in the AMOS-enhanced PCR, both isolates showed a band profile consistent with B. abortus biovar 1, 2 or 4. Moreover, both isolates also showed restriction patterns identical to the reference strain when tested by the omp2b PCR-RFLP. In genotyping using Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) Analysis - MLVA (MLVA16), the isolates showed differences in several loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 and Bruce30); by Multiple Locus Sequence Typing (MLST), they also exhibited differences in sequence type (ST), strain 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) and strain 128/11 ST (22-1-1 -8-9-3-1-1-1). The extensive typing of B. abortus strains isolated from cattle in Brazil using different approaches confirmed the occurrence of rare B. abortus biovar 4 in the country.

RESUMO: O objetivo do presente estudo foi caracterizar (fenotipicamente e genotipicamente) duas cepas de Brucella abortus identificadas como pertencentes ao biovar 4 isolada de bovinos no Brasil. As cepas foram isoladas de bursite cervical de bovinos dos estados do Pará e Rio Grande do Sul, respectivamente. Na identificação fenotípica, os isolados foram positivos na exigência de CO2, produziram H2S, foram resistentes à fucsina básica (20 µg / mL) e sensíveis à tionina (20 µg / mL e 40 µg / mL) e apresentaram antígeno de superfície M, mas o antígeno de superfície A foi ausente. Os isolados foram positivos na PCR para o gene bcsp31 (gênero específico) e na PCR - AMOS, ambos os isolados apresentaram perfil de banda consistente com B. abortus biovar 1, 2 ou 4. Além disso, ambos os isolados também apresentaram padrões de restrição idêntica à cepa de referência quando testada pelo omp2b PCR-RFLP. Na genotipagem usando Multiple Locus Variable Number of Tandem Repeat (VNTR) - MLVA (MLVA16), os isolados apresentaram diferenças em vários loci (Bruce42, Bruce19, Bruce04, Bruce16 e Bruce30); no Multiple Locus Sequence Typing (MLST), os isolados também exibiram diferenças na sequência tipo (ST), amostra 16/02 ST1 (2-1-1-2-1-3-1-1-1) e amostra 128/11 ST (22-1-1-8-9-3-1-1-1). A extensa tipagem de cepas de B. abortus isoladas de bovinos no Brasil por diferentes abordagens confirmou a rara ocorrência de B. abortus biovar 4 no país.

Biocontrol potential of actinobacteria against Pantoea ananatis, the causal agent of maize white spot disease / Potencial de biocontrole de actinobactérias contra Pantoea ananatis, agente causal da doença mancha branca do milho

Pantoea ananatis is the causal agent of maize white spot, a foliar disease responsible for significant maize yield reduction worldwide, especially in Brazil. In general, the maize foliar diseases control involves the adoption of resistant genotypes and pesticides application. However, the use of agrochemicals can significantly cause increase production costs, damage to human health and negative environmental impacts. In this sense, the use of biological control agents has been considered among the most promising eco-friendly technologies for sustainable agriculture. Actinobacteria, particularly of Streptomyces genus, has been widely recognized as agroindustrially important microorganism due to its potential in producing diverse range of secondary metabolites, including antibiotics and enzymes. Thus, the aim of this work is to characterize and to evaluate the potential of soil actinobacteria for P. ananatis control. We observed that 59 actinobacteria strains (85%) exhibited proteolytic or chitinolytic activity. Only the strains Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, that also exhibited high proteolytic activity, S. novaecaesareae ACSL 432 and S. laculatispora ACP 35 demonstrated high or moderate antagonist activity in vitro against P. ananatis. Temporal analysis of metabolites produced by these strains growth in different liquid media indicated greater antibacterial activity at 72 h. In this condition, chromatographic and mass spectrometry analysis revealed that S. pseudovenezuelae ACSL 470 strain produced neomycin, an aminoglycoside antibiotic that displayed high bactericidal activity in vitro against P. ananatis. This is the first report of actinobacteria acting as potential microbial antagonists for P. ananatis control. Further studies are needed to determine the control efficacy of maize white spot disease by Streptomyces strains or their metabolites in greenhouse and field conditions.

Pantoea ananatis é o agente causal da mancha branca do milho, doença foliar responsável pela redução significativa da produtividade do milho em todo o mundo, especialmente no Brasil. Em geral, o controle de doenças foliares do milho envolve a adoção de genótipos resistentes e a aplicação de agrotóxicos. No entanto, o uso de agroquímicos pode causar aumento significativo dos custos de produção, danos à saúde humana e impactos ambientais negativos. Nesse sentido, o uso de agentes de controle biológico tem sido considerado uma das tecnologias ecologicamente corretas mais promissoras para a agricultura sustentável. Actinobactérias, particularmente do gênero Streptomyces, têm sido amplamente reconhecidas como microrganismos de importância agroindustrial devido ao seu potencial de produção de diversos metabólitos secundários, incluindo antibióticos e enzimas. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar e avaliar o potencial de actinobactérias do solo para o controle de P. ananatis. Observamos que 59 cepas de actinobactérias (85%) apresentaram atividade proteolítica ou quitinolítica. Apenas as cepas Streptomyces pseudovenezuelae ACSL 470, que também exibiu alta atividade proteolítica, S. novaecaesareae ACSL 432 e S. laculatispora ACP 35 demonstraram alta ou moderada atividade antagonista in vitro contra P. ananatis. A análise temporal do crescimento dos metabólitos produzidos por essas cepas em diferentes meios líquidos indicou maior atividade antibacteriana em 72 h. Nesta condição, análises cromatográficas e de espectrometria de massa revelaram que a cepa S. pseudovenezuelae ACSL 470 produziu neomicina, um antibiótico aminoglicosídeo que apresentou alta atividade bactericida in vitro contra P. ananatis. Este é o primeiro relato de actinobactérias atuando como potenciais antagonistas microbianos para o controle de P. ananatis. Mais estudos são necessários para determinar a eficácia do controle da doença da mancha branca do milho por cepas de Streptomyces ou seus metabólitos em condições de casa de vegetação e campo.

Influence of adjuvants added to teflubenzuron spray on resistant and susceptible strains of the soybean looper Chrysodeixis includens (Lepidoptera: Noctuidae) / Influência da adição de adjuvantes à calda de pulverização de teflubenzuron em linhagens resistentes e suscetíveis da lagarta falsa-medideira Chrysodeixis includens em soja (Lepidoptera: Noctuidae)

The soybean looper (SBL), Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), is a soybean and cotton pest in South America countries. Field-evolved resistance of SBL to inhibitors of chitin biosynthesis has been reported in Brazil; however, this mode of action is still widely used against SBL. On this basis, we conducted laboratory bioassays to investigate if adjuvants (Nimbus®, TA 35®, Break-Thru® S 240, and Rizospray Extremo®) added to the teflubenzuron spray increase the mortality of SBL strains (resistant, heterozygous, and susceptible to chitin biosynthesis inhibitors). Using chromatography analysis, we also evaluated the amount of teflubenzuron on soybean leaves when applied alone or in combination with adjuvants. In laboratory bioassays, the biological activity of teflubenzuron increased against the susceptible SBL strain when adjuvants were added. In contrast, no relevant effects of adjuvants added to the teflubenzuron spray against heterozygous and resistant SBL larvae were detected. In leaf bioassays, even leaves from the upper third part of the plants containing a significantly higher amount of teflubenzuron (3.4 mg/kg vs 1.7 and 0.6 mg/kg); the mortality of SBL strains was similar when teflubenzuron was applied alone or in mixture with adjuvants. Our findings indicated that adjuvants added to teflubenzuron spray do not provide a substantial increase in the mortality of SBL strains resistant to chitin biosynthesis inhibitors. Therefore, it is necessary to reduce the use of this mode-ofaction insecticide against SBL and to give preference to other insecticides or control tactic.

A lagarta falsa-medideira, Chrysodeixis includens (Walker, [1858]) (Lepidoptera: Noctuidae), é uma praga da soja e do algodão nos países da América do Sul. A resistência de C. includens a inibidores da biossíntese de quitina tem sido relatada no Brasil. Entretanto, esse modo de ação ainda é amplamente utilizado para controle de C. includens. Com base nisso, conduzimos bioensaios em laboratório para investigar se adjuvantes (Nimbus®, TA 35®, Break-Thru® S 240 e Rizospray Extremo®) adicionados à calda inseticida de teflubenzuron aumentam a mortalidade de linhagens de C. includens (resistentes, heterozigotos e suscetíveis a inibidores da biossíntese de quitina). Usando análise cromatográfica, também avaliamos a quantidade de teflubenzuron em folhas de soja quando aplicado isolado ou em combinação com adjuvantes. Em bioensaios de laboratório, a atividade biológica do teflubenzuron aumentou para a linhagem suscetível quando os adjuvantes foram adicionados à calda inseticida. Em contraste, nenhum efeito relevante de adjuvantes adicionados ao teflubenzuron foi detectado para os heterozigotos e resistentes. Em bioensaios de folhas, mesmo naquelas do terço superior das plantas, as quais apresentaram uma maior deposição de teflubenzuron (3,4 mg/kg vs 1,7 e 0,6 mg/kg); a mortalidade das linhagens de C. includens foi semelhante quando o teflubenzuron foi aplicado isolado ou com adjuvantes. Nossos resultados indicam que os adjuvantes adicionados ao teflubenzuron não fornecem um aumento substancial na mortalidade de linhagens de C. includens resistentes aos inibidores da biossíntese de quitina. Portanto, é necessário reduzir o uso desse modo de ação para o manejo de C. includens e dar preferência a outros inseticidas ou tática de controle.

Resistant enterococci isolated from raw sheep's milk and cheeses from South region of Brazil / Enterococos resistentes isolados de leite cru de ovelha e queijos da região Sul do Brasil

Enterococci have been used as sentinel organisms for monitoring antimicrobial resistance in food, humans, and other animals. In this sense, the present study evaluated the antimicrobial susceptibility profile and the presence of genes associated with resistance to erythromycin (msrC and ermB) and tetracycline [tet(M) and/or tet(L)] in enterococci isolated from raw sheep's milk and cheeses (colonial, feta-, and pecorino-type) from South region of Brazil. A total of 156 enterococci were isolated from milk (n=80) and cheese (n=76) samples, identified by MALDI-TOF. Enterococcus faecalis (50.6%; n=79) was the most frequent species isolated from both samples. According to in vitro susceptibility tests, enterococci strains were not susceptible to the most commonly antimicrobial agents used in human and veterinary medicine. The frequency of MDR strains in enterococci isolated from milk (53.7%) was higher than those from cheese (24.2%). The tet(M) gene was the most commonly detected among tetracycline not-susceptible strains. The present study provided the first evidence of antimicrobial not-susceptible enterococci in raw sheep's milk and cheeses in South Brazil. Drug-resistant strains, particularly those that are MDR, constitute a One Health issue.

Os enterococos têm sido usados como organismos sentinela para monitorar o padrão de suscetibilidade a antimicrobianos em alimentos, humanos e outros animais. Neste sentido, o presente estudo objetivou avaliar o perfil de susceptibilidade a antimicrobianos e os genes associados com a resistência a eritromicina (msrC and ermB) e à tetraciclina [tet(M) and/or tet(L)] em enterococos isolados de leite cru de ovelha e queijos (colonial, tipo-feta e tipo-pecorino) do Sul do Brasil. Um total de 156 enterococos foram isolados de leite (n=80) e queijo (n=76), identificados por MALDI-TOF. Enterococcus faecalis (50,6%; n=79) foi a espécie mais frequentemente isolada de ambas as amostras. De acordo com o teste de suscetibilidade in vitro, as cepas de enterococos não foram susceptíveis aos agentes antimicrobianos mais comumente utilizados na clínica humana e veterinária. A frequência de cepas de enterococos MDR isoladas do leite (53,7%) foi superior à do queijo (24,2%). O gene tet(M) foi o mais comumente detectado entre as cepas não susceptíveis à tetraciclina. O presente estudo fornece as primeiras evidências de enterococos não susceptíveis aos antimicrobianos em leite cru de ovelha e queijos no Sul do Brasil. Cepas resistentes a drogas, particularmente as que são MDR, representam uma preocupação de Saúde Única.

Evaluation of the antibacterial activity of trans-anethole against Enterococcus cloacae and Enterococcus faecalis strains of food origin / Avaliação da atividade antibacteriana do trans-anetol contra cepas de Enterobacter cloacae e Enterococcus faecalis de origem alimentar

The present study sought to evaluate the antibacterial activity of trans-anethole against food-borne strains of Enterobacter cloacae and Enterococcus faecalis. The study was performed using Minimum Inhibitory Concentration (MIC), and Minimum Bactericidal Concentration (MBC) methods, in addition, disc diffusion technique was used to evaluate the association of trans-anethole with synthetic antimicrobials. Minimum Inhibitory Concentration for Adherence (MICA) testing was also performed. The results revealed that trans-anethole presents no antibacterial activity at any of the concentrations used against the E. cloacae strains tested. However, trans-anethole presented antibacterial effect against five of the six E. faecalis bacterial strains tested, with MIC values ranging from 500 µg/mL to 1000 µg/mL. Further, when analyzing the MBC results against E. faecalis, it was observed that the compound presented values ranging from 500 µg/mL to 1000 µg/mL. As for the associations, it was observed that transanethole when combined with the antimicrobials ampicillin, gentamicin, ciprofloxacin, and ceftriaxone presented synergistic effect against most strains of E. faecalis. However, both trans-anethole and the control chlorhexidine (0.12%) presented no antibiofilm effects against strains of E. faecalis. In short, trans-anethole presented potential antibacterial against E. faecalis strains of food origin, and may upon further study, it may be used alone or in association with synthetic antimicrobials to combat infections caused by this bacterium.

O presente estudo procurou avaliar a atividade antibacteriana do trans-anetol contra cepas de Enterobacter cloacae e Enterococcus faecalis de origem alimentar. O estudo foi realizado utilizando métodos de Concentração Inibitória Mínima (CIM), e Concentração Bactericida Mínima (CBM), além disso, foi utilizada a técnica de difusão de disco para avaliar a associação do trans-anetol com antimicrobianos. O teste de Concentração Inibitória Mínima de Aderência (CIMA) também foi realizado. Os resultados revelaram que o trans-anetol não apresentou atividade antibacteriana em nenhuma das concentrações utilizadas contra as cepas de E. cloacae testadas. No entanto, o trans-anetol apresentou efeito antibacteriano contra cinco das seis cepas bacterianas de E. faecalis testadas, com valores de CIM variando de 500 µg/mL a 1000 µg/mL. Além disso, ao analisar os resultados da CBM contra E. faecalis, observa-se que o composto apresentou valores variando de 500 µg/mL a 1000 µg/mL. Quanto às associações, observou-se que o trans-anetol quando combinado com os antimicrobianos ampicilina, gentamicina, ciprofloxacino, e ceftriaxona apresentou efeito sinérgico contra a maioria das cepas de E. faecalis. No entanto, tanto o trans-anetol quanto o controle clorexidina (0,12%) não apresentaram efeito antibiofilme contra a cepa de E. faecalis. Em suma, o transanetol apresentou potencial antibacteriano contra cepas de E. faecalis de origem alimentar, podendo, mediante estudos mais aprofundados, ser utilizado isoladamente ou em associação com antimicrobianos sintéticos para combater infecções causadas por esta bactéria.

Molecular characterization of carnivore protoparvovirus strains circulating in cats in Turkey / Caracterização molecular de cepas de protoparvovírus carnívoros circulantes em gatos na Turquia

Cats are susceptible to feline panleukopenia virus (FPV) and canine parvovirus type 2 (CPV-2). Therefore, coinfection and superinfection with multiple parvovirus strains may occur, resulting in high heterogeneity and recombination. Considering the importance of cats as a potential source of genetic diversity for parvoviruses, we investigated the frequency of parvovirus infection in cats using their blood and fecal samples and performed molecular characterization of parvovirus strains circulating in cat populations. Accordingly, the fecal and blood samples of 60 cats with gastroenteritis symptoms were collected from Turkey's Burdur, Isparta, and Izmit provinces. Of these 15 fecal samples tested as parvovirus-positive by PCR, 14 were confirmed to have been infected with true FPV strains by sequencing analysis. Through the phylogeny analysis, those were located in the FPV cluster, closely related to CPV-2, and one was discriminated in the CPV-2b cluster. Additionally, sequence analysis of the VP2 gene of CPV and FPV revealed that the FPV strains detected in Turkey and the vaccine strains were highly related to each other, with a nucleotide identity of 97.7- 100%. Furthermore, 13 variable positions were detected in VP2 of the field and reference FPV strains. Three synonymous mutations were determined in the VP2 gene. Some amino acid mutations in the VP2 protein-affected sites were considered responsible for the virus's biological and antigenic properties. The partial sequence analysis of the VP2 gene revealed that four FPV strains detected in Turkey have a single nucleotide change from T to G at the amino acid position 384 between the nucleotides 3939-3941, which was reported for the first time. Therefore, these four isolates formed a different branch in the phylogenetic tree. The results suggest that both FPV and CPV-2b strains are circulating in domestic cats in Turkey and cats should be considered as potential sources of new parvovirus variants for cats, dogs and other animals.

Os gatos são suscetíveis ao vírus da panleucopenia felina (FPV) e ao parvovírus canino tipo 2 (CPV-2). Portanto, coinfecção e superinfecção com múltiplas cepas de parvovírus podem ocorrer, resultando em alta heterogeneidade e recombinação. Considerando a importância dos gatos como uma fonte potencial de diversidade genética para parvovírus, investigamos a frequência da infecção por parvovírus em gatos usando suas amostras de sangue e fezes e realizamos a caracterização molecular de cepas de parvovírus circulantes nas populações de gatos. Amostras fecais e de sangue de 60 gatos com sinais de gastroenterite foram coletadas nas províncias de Burdur, Isparta e Izmit, na Turquia. Destas, 15 amostras fecais testaram positivas para parvovírus por PCR e 14 foram confirmadas como infectadas com cepas verdadeiras de FPV por análise de sequenciamento. Através da análise filogenética, aqueles foram localizados no agrupamento FPV que está intimamente relacionado com o CPV-2, e um foi discriminado no agrupamento CPV-2b. Além disso, a análise da sequência do gene VP2 de CPV e FPV revelou que as cepas de FPV detectadas na Turquia e as cepas vacinais eram altamente relacionadas entre si, com uma identidade de nucleotídeos de 97,7-100%. Além disso, 13 posições variáveis foram detectadas em VP2 das cepas de campo e FPV de referência. Três mutações sinônimas foram determinadas no gene VP2. Algumas mutações de aminoácidos nos locais afetados pela proteína VP2 foram consideradas responsáveis pelas propriedades biológicas e antigênicas do vírus. A análise da sequência parcial do gene VP2 revelou que quatro cepas de FPV detectadas na Turquia têm uma única mudança de nucleotídeo de T para G na posição do aminoácido 384 entre os nucleotídeos 3939-3941, o que foi relatado pela primeira vez. Portanto, esses quatro isolados formaram um ramo diferente na árvore filogenética. Os resultados sugerem que ambas as cepas FPV e CPV-2b estão circulando em gatos domésticos na Turquia e os gatos devem ser considerados como fontes potenciais de novas variantes de parvovírus para gatos, cães e outros animais.

Gut dysbiosis, inflammation and type 2 diabetes in mice using synthetic gut microbiota from diabetic humans

Abstract The study was aimed to assess impact of high fat diet (HFD) and synthetic human gut microbiota (GM) combined with HFD and chow diet (CD) in inducing type-2 diabetes (T2D) using mice model. To our knowledge, this is the first study using selected human GM transplantation via culture based method coupled dietary modulation in mice for in vivo establishment of inflammation leading to T2D and gut dysbiosis. Twenty bacteria (T2D1-T2D20) from stool samples of confirmed T2D subjects were found to be morphologically different and subjected to purification on different media both aerobically and anerobically, which revealed seven bacteria more common among 20 isolates on the basis of biochemical characterization. On the basis of 16S rRNA gene sequencing, these seven isolates were identified as Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenes (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). The seven isolates were subsequently used as synthetic gut microbiome (GM) for their role in inducing T2D in mice. Inbred strains of albino mice were divided into four groups and were fed with CD, HFD, GM+HFD and GM+CD. Mice receiving HFD and GM+modified diet (CD/HFD) showed highly significant (P 0.05) increase in weight and blood glucose concentration as well as elevated level of inflammatory cytokines (TNF-, IL-6, and MCP-1) compared to mice receiving CD only. The 16S rRNA gene sequencing of 11 fecal bacteria obtained from three randomly selected animals from each group revealed gut dysbiosis in animals receiving GM. Bacterial strains including Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) and Lactobacillus gasseri (MT152635) were isolated from mice treated with GM+modified diet (HFD/CD) compared to strains Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629) which were isolated from mice receiving CD/HFD. In conclusion, these findings suggest that constitution of GM and diet plays significant role in inflammation leading to onset or/and possibly progression of T2D. .

Resumo O estudo teve como objetivo avaliar o impacto da dieta rica em gordura (HFD) e da microbiota intestinal humana sintética (GM) combinada com HFD e dieta alimentar (CD) na indução de diabetes tipo 2 (T2D) usando modelo de camundongos. Para nosso conhecimento, este é o primeiro estudo usando transplante de GM humano selecionado através do método baseado em cultura acoplada à modulação dietética em camundongos para o estabelecimento in vivo de inflamação que leva a T2D e disbiose intestinal. Vinte bactérias (T2D1-T2D20) de amostras de fezes de indivíduos T2D confirmados verificaram ser morfologicamente diferentes e foram submetidas à purificação em meios diferentes aerobicamente e anaerobicamente, o que revelou sete bactérias mais comuns entre 20 isolados com base na caracterização bioquímica. Com base no sequenciamento do gene 16S rRNA, esses sete isolados foram identificados como Bacteroides stercoris (MT152636), Lactobacillus acidophilus (MT152637), Lactobacillus salivarius (MT152638), Ruminococcus bromii (MT152639), Klebsiella aerogenides (MT152640), Bacteroides fragilis (MT152909), Clostridium botulinum (MT152910). Esses sete isolados foram, posteriormente, usados como microbioma intestinal sintético (GM) por seu papel na indução de T2D em camundongos. Linhagens consanguíneas de camundongos albinos foram divididas em quatro grupos e foram alimentadas com CD, HFD, GM + HFD e GM + CD. Camundongos que receberam a dieta modificada com HFD e GM + (CD / HFD) mostraram um aumento altamente significativo (P 0,05) no peso e na concentração de glicose no sangue, bem como um nível elevado de citocinas inflamatórias (TNF-, IL-6 e MCP-1) em comparação com os ratos que receberam apenas CD. O sequenciamento do gene 16S rRNA de 11 bactérias fecais obtidas de três animais selecionados aleatoriamente de cada grupo revelou disbiose intestinal em animais que receberam GM. Cepas bacterianas, incluindo Bacteroides gallinarum (MT152630), Ruminococcus bromii (MT152631), Lactobacillus acidophilus (MT152632), Parabacteroides gordonii (MT152633), Prevotella copri (MT152634) e Lactobacillus Gasseri (MT152635D), foram tratadas com dieta modificada / CD) em comparação com as linhagens Akkermansia muciniphila (MT152625), Bacteriodes sp. (MT152626), Bacteroides faecis (MT152627), Bacteroides vulgatus (MT152628), Lactobacillus plantarum (MT152629), que foram isoladas de camundongos recebendo CD / HFD. Em conclusão, esses resultados sugerem que a constituição de GM e dieta desempenham papel significativo na inflamação levando ao início ou/e possivelmente à progressão de T2D.