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.

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.

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)

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.

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

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.(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)

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)

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)

CARACTERIZAÇÃO DO VIROMA DE SORO DE SUÍNOS, EQUINOS E BOVINOS

Os suínos, equinos e bovinos possuem uma histórica importância econômica e social. A criação de suínos de exposição para participar em eventos agrícolas é uma atividade relevante na região Centro-Oeste dos Estados Unidos. Os equinos são utilizados para o lazer, esporte, equoterapia e força de tração no trabalho rural. Os bovinos apresentam um papel essencial na indústria de carne e leite. Além disso, equinos e bovinos são fontes de soro, um produto biológico utilizado na pesquisa e para à fabricação de vacinas. Dessa forma, o conhecimento do status sanitário de suínos, equinos e bovinos é um ponto estratégico para à epidemiologia molecular de agentes virais que causam prejuízos econômicos à saúde animal. O conhecimento limitado da comunidade viral presente no soro desses animais dificulta o esclarecimento das possíveis causas de doenças de etiologia infecciosa. O emprego do sequenciamento de alto desempenho (high-throughput sequencing, HTS) tem permitido a detecção de agentes virais em amostras biológicas de muitas espécies animais. Porém, os soros de suínos de exposição, e lotes de soros equinos e bovinos comerciais de diferentes países ainda carecem de investigação da presença de vírus adventícios através da metagenômica viral. Nesse sentido, o presente estudo visa ampliar o conhecimento sobre a diversidade do viroma do soros desses animais utilizando o HTS. No Capítulo 1, foram analisadas 400 amostras de soros de suínos, divididas em dois pools de 200 amostras cada. Foram obtidas sequências de genomas das famílias Arteriviridae, Circoviridae, Flaviviridae, Herpesviridae, Parvoviridae e Retroviridae. Vinte e três espécies virais foram detectadas, incluindo o primeiro bufavírus suíno nos Estados Unidos. Assim como, o vírus da síndrome respiratória e reprodutiva suína, pestivírus atípico de suíno e circovírus suíno. Além disso, 17 genomas completos foram recuperados e os dois primeiros bocaparvovirus ungulado 3 dos Estados Unidos. No Capítulo 2, foram investigados cinco lotes de soros comerciais de equinos com origem na Nova Zelândia (três lotes), Brasil e dos Estados Unidos (um lote cada). Nestes soros foram detectadas sequências genomicas das famílias Flaviviridae, Herpesviridae e Parvoviridae. Particularmente, hepacivírus e pegivírus equinos foram os mais frequentes. No Capítulo 3, foram sequenciados sete lotes de soros comerciais de bovinos com origem na Nova Zelândia (dois lotes), México (um lote) e dos Estados Unidos (quatro lotes). Os soros de bovinos apresentaram genomas das famílias Adenoviridae, Flaviviridae, Parvoviridae, Picornaviridae, Pneumoviridae, Polyomaviridae, Poxviridae, Reoviridae, Retroviridae e vírus circulares DNA fita simples codificantes de replicase (circular rep-encoding single-stranded, CRESS) (Genomoviridae, Circoviridae e Smacoviridae). Doze genomas completos de parvovírus bovino 2 e 3, bosavírus, hokovírus bovino e poliomavírus bovino 1 foram recuperados. Além disso, foram detectadas sequências relacionadas à crAssphage, um bacteriófago associado a contaminação fecal humana. Portanto, o estudo ilustra os agentes virais presentes nos soros de suínos, equinos e bovinos, buscando contribuir para o conhecimento do viroma presente nos soros desses animias e auxiliar no esclarecimento de possíveis causas de doenças de etiologia infecciosa.

Pigs, horses, and cattle have historical economic and social importance. Raising show pigs to participate in agricultural events is a major activity in the Midwest region of the United States. Horses are used for leisure, sport, hippotherapy and traction force in rural work. Cattle play an essential role in the meat and milk industry. In addition, horses and cattle are sources of serum, a biological product used in research and for the manufacture of vaccines. Thus, knowledge of the health status of pigs, horses and cattle is a strategic point for the molecular epidemiology of viral agents that cause economic damage to animal health. The limited knowledge of the viral community present in the serum of these animals makes it difficult to clarify the possible causes of diseases of infectious etiology. The use of high-throughput sequencing (HTS) has allowed the detection of viral agents in biological samples of many animal species. However, the sera from show pigs, and batches of commercial equine and bovine sera from different countries still need to be investigated for the presence of adventitious viruses through viral metagenomics. In this sense, the present study aims to expand the knowledge about the diversity of the sera virome of these animals using the HTS. In Chapter 1, 400 swine serum samples were analyzed, divided into two pools of 200 samples each. Genome sequences were obtained from the Arteriviridae, Circoviridae, Flaviviridae, Herpesviridae, Parvoviridae and Retroviridae families. Twenty-three viral species were detected, including the first porcine bufavirus in the United States. As well as the porcine reproductive and respiratory syndrome virus, porcine atypical pestivirus and porcine circovirus. In addition, 17 complete genomes were retrieved and the first two ungulate bocaparvovirus 3 from the United States. In Chapter 2, five batches of commercial equine sera originating in New Zealand (three batches), Brazil and the United States (one batch each) were investigated. In these sera, genomic sequences of the Flaviviridae, Herpesviridae and Parvoviridae families were detected. In particular, equine hepacivirus and pegivirus were the most frequent. In Chapter 3, seven batches of commercial bovine sera from New Zealand (two batches), Mexico (one batch) and the United States (four batches) were sequenced. Bovine sera showed genomes of the Adenoviridae, Flaviviridae, Parvoviridae, Picornaviridae, Pneumoviridae, Polyomaviridae, Poxviridae, Reoviridae, Retroviridae and circular Rep-encoding single-stranded (CRESS) DNA virus (Genomoviridae, Circoviridae e Smacoviridae). Twelve complete genomes of bovine parvovirus 2 and 3, bosavirus, bovine hokovirus and bovine polyomavirus 1 were recovered. Furthermore, sequences related to crAssphage, a bacteriophage associated with human fecal contamination, were detected. Therefore, the study illustrates the viral agents present in the pigs, horses, and cattle sera, seeking to contribute to the knowledge of the virome present in these animals sera and to help clarify possible causes of infectious etiology diseases.

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.

Relação entre o aspecto morfológico de fezes de frangos de corte e sua composição bacteriana

Analisar o aspecto fecal de frangos pode revelar de modo precoce, alterações que poderão ser relacionadas a problemas entéricos, que em grande parte das vezes ocorrem devido ao desequilíbrio da microbiota intestinal (disbiose). Deste modo, o presente estudo teve como objetivo utilizar análises de metagenômica para analisar a relação entre o aspecto morfológico de fezes de frangos e sua respectiva composição bacteriana. O estudo foi composto por um total de oito grupos, os grupos 1, 2 e 3 analisaram fezes com passagem de ração (PR), nos escores 1, 2 e 3, respectivamente. Os grupos 4, 5 e 6 analisaram fezes com muco avermelhado (MA), nos escores 1, 2 e 3, respectivamente. O grupo 7 analisou fezes ileais normais (FIN) e o grupo 8 analisou descargas cecais (DC). Cada grupo foi composto por seis amostras, totalizando 48 amostras. As amostras tiveram o DNA total extraído, e na sequência, se amplificou a região V4 do gene 16S rRNA. O sequenciamento foi realizado no sistema MiSeq e as reads produzidas foram de 2x250 pb. O programa DADA2 fez a modelagem e a correção de erros de amplicons sem a construção de OTUs. As diversidades alfa e beta, assim como, a abundância relativa dos filos e gêneros permitiram entender um pouco mais do comportamento das comunidades bacterianas em seus respectivos aspectos fecais. A diversidade alfa mostrou, através de curvas de rarefação, que as amostras atingiram seu máximo potencial de revelação gênica. E o index de Shannon revelou que o grupo DC apresentou maior diversidade, sendo estatisticamente diferente dos grupos PR-2, PR-3 e MA-1. A diversidade beta mostrou que somente as amostras do grupo DC foram homogêneas. A abundância relativa de filos revelou oito diferentes filos, sendo Firmicutes o mais abundante em todos os grupos, Proteobacteria o segundo mais abundante nos grupos que estudaram fezes ileais normais e suas alterações. Já o filo Bacteroidetes foi o segundo mais abundante no grupo DC. A abundância relativa dos gêneros revelou 136 diferentes gêneros bacterianos. Nos grupos que estudaram fezes ileais normais e suas alterações, os gêneros mais abundantes foram Lactobacillus e Escherichia/Shigella, com exceção do grupo PR-1 que teve essa ordem invertida. Diferente dos demais, o grupo DC teve maior abundância dos gêneros Bacteroides e Faecalibacterium. As análises estatísticas foram feitas com Teste t de Studant (P<0,01). Avaliar o aspecto morfológico de fezes de frangos é tarefa fundamental, que possibilita agir de modo rápido evitando perdas de desempenho e econômicas causadas por disbiose. Desse modo, esse trabalho identificou, através de análises de metagenômica, a existência de 61 diferentes gêneros bacterianos entre o grupo 7 (FIN) e o grupo 8 (DC), assim como, uma variação dos gêneros bacterianos conforme o tipo de alteração fecal, sendo essa mais significativa nos grupos 4, 5 e 6, que estudaram muco avermelhado, mostrando existir uma variação da microbiota intestinal ao longo do dia, devido à ausência de alimento e maior quantidade de muco no intestino, causado pelo período de escuro (jejum).

Analyzing the fecal aspect of chickens may reveal early changes that may be related to enteric problems, which in most cases occur due to intestinal microbiota imbalance (dysbiosis). Thus, the current study aimed to use metagenomic analyses to analyze the relationship between the morphological aspect of chicken feces and their respective bacterial composition. The study was composed by a total of eight groups, the groups 1, 2 and 3 analyzed feces with feed passage (FP), in scores 1, 2 and 3, respectively. The groups 4, 5 and 6 analyzed faeces with reddish mucus (RM), in the scores 1, 2 and 3, respectively. Group 7 analyzed normal ileal feces (NIF) and group 8 analyzed caecal discharges (CD). Each group was composed of six samples, totaling 48 samples. The samples had the total DNA extracted and in the sequence the V4 region of the 16S rRNA gene was amplified. The sequencing was performed in the MiSeq system and the produced reads were 2x250 bp. The DADA2 program did the modeling and the correction of amplicons errors without the construction of OTUs. The alpha and beta diversities, as well as the relative abundance of the phylos and bacterial genus allowed to understand a little more about the behavior of bacterial communities in their respective fecal aspects. The alpha diversity showed through the rarefaction curves that the samples reached their maximum potential of gene revelation. And Shannon's index revealed that the CD group showed greater diversity, being statistically different from FP-2, FP-3 and RM-1 groups. The beta diversity showed that only the samples of the CD group were homogeneous. The relative abundance of phylos revealed eight different phylos, being Firmicutes the most abundant in all groups, Proteobacteria the second most abundant in the groups that studied normal ileal feces and their alterations. The phylos Bacteroidetes was the second most abundant in the CD group. The relative abundance of genus revealed 136 different bacterial genus. In the groups that studied normal ileal feces and their alterations, the most abundant genus were Lactobacillus and Escherichia/Shigella, with the exception of the FP-1 group, which had this order reversed. Unlike the others, the CD group had more abundance of the genus Bacteroides and Faecalibacterium. The statistical analyses were done with Studant's t test (P<0.01). To evaluate the morphological aspect of chicken feces is a fundamental task, which makes it possible to act quickly avoiding performance and economic losses caused by dysbiosis. Thus, this work identified through metagenomic analyses the existence of 61 different bacterial genus between group 7 (NIF) and group 8 (CD), as well as, a variation of the bacterial genus according to the type of fecal alteration, being this variation more significant in groups 4, 5 and 6, that studied reddish mucus, showing to exist a variation of the intestinal microbiota throughout the day, due to the absence of feed and greater amount of mucus in the intestine, caused by the period of dark (fasting).

CARACTERIZAÇÃO DO MICROBIOMA INTESTINAL DE ABELHAS Apis mellifera L. NOS BIOMAS CAATINGA E MATA ATLÂNTICA DO ESTADO DA PARAÍBA

A composição da microbiota intestinal dos animais pode ser alterada por diversos fatores intrínsecos e extrínsecos ao hospedeiro como dieta, estado fisiológico e genética. O presente estudo objetivou caracterizar as diferenças existentes na microbiota intestinal de abelhas Apis mellifera oriundas de dois biomas, Mata Atlântica e Caatinga, através de metataxonomia. Foi realizado sequenciamento de alto desempenho da região V3-V4 do gene microbiano rRNA 16S e em sequência o processamento dos dados. Observou-se mair abundância diferencial do gênero Apibacter oriundas da Mata Atlântica. Estudos desmontraram que as abelhas expostas a diferentes tipos de paisagem apresentam diferenças significativas em suas comunidades microbianas intestinais, embora a variância demostrada pelo tipo paisagístico seja relativamente baixa.

in general, several intrinsic alter the composition of the intestinal microbiota and extrinsic factors of the host such as diet, physiological state and genetic history. The present study aimed to characterize the differences in the intestinal microbiota of Apis mellifera bees from two biomes (Atlantic Forest and Caatinga) through the use of genomic tools. For the characterization of the microbiota, sequencing of the V3-V4 region of the microbial 16S rRNA gene was performed and data processing was sequential. In the results, it is observed that for seven genera, there is an abundance in both regions, but for the genus Apibacter, there is the presence of this in lower abundance in the samples of the Caatinga hives. Studies have dismounted that bees exposed to different landscape types present significant differences in their intestinal microbial communities, although the variance shown by the landscape type is relatively low.

DETECÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DO MICROBIOMA DA CONJUNTIVA OCULAR DE CÃES SEM AFECÇÕES OFTALMOLÓGICAS

A conjuntiva ocular desempenha um papel importante na função lacrimal, na proteção imunológica do olho, nos movimentos oculares e na regeneração corneana, agindo como uma barreira à entrada de microrganismos. Infecções conjuntivais em cães são comuns e resultam tanto da invasão de microrganismos patogênicos, quanto do crescimento descontrolado da microbiota previamente existente. O presente estudo analisou a comunidade microbiana presente na conjuntiva ocular de uma população heterogênea de cães sem afecções oftalmológicas por meio de técnicas de Sequenciamento de Última Geração (NGS). Suabes conjuntivais foram coletados de ambos os olhos de 30 cães que, após o processamento, foram submetidos ao sequenciamento metagenômico através da plataforma Illumina. Foi identificada a predominância do filo Proteobacteria e dos gêneros Ralstonia e Burkholderia, além de uma minoria de fungos, enquanto vírus não foram encontrados. Por meio de sequenciamento de DNA microbiano total, o presente estudo trouxe novos dados a respeito deste tema, demonstrando a presença de organismos não-cultiváveis e previamente desconhecidos como parte do ambiente ocular. Como a conjuntivite é uma afecção comum que afeta o bem-estar e a qualidade de vida dos cães, portanto, é importante conhecer a microbiota conjuntival para entender os processos infecciosos que afetam este sítio e assim direcionar os tratamentos empregados de forma racional.

The conjunctiva plays essential role in the lacrimal function, immune protection of the eye, eye mobility and corneal regeneration, acting as a barrier to the entry of microorganisms. Conjunctival infections are common in dogs and result from both the invasion of pathogenic microorganisms and the uncontrolled growth of the existing microbiota. The present study analyzed the microbial community present on the ocular conjunctivae of a heterogeneous dog population without ophthalmological disorders by New Generation Sequencing (NGS) techniques. Conjunctival swabs were collected from both eyes of 30 dogs, which after processing were subjected to NGS sequencing through the Illumina platform. A predominance of the phylum Proteobacteria and the genera Ralstonia and Burkholderia were identified along with a minority of fungi, while viruses were not found. Through total microbial DNA sequencing, the present study have brought new data on this subject showing the presence of non-cultivable organisms that were previously unknown as part of the ocular environment. As conjunctivitis is a common condition that affects welfare and life quality of dogs, so it is important to know the microbiota of the conjunctiva in order to understand the infectious processes that affect it and to direct the treatments employed rationally.

Efeito da Inclusão de Tortas da Amazônia no Consumo, Digestibilidade, Metabólitos séricos, Desempenho e Emissão de Metano em Ovinos Confinados. Estratégias de Conservação, Extração e Sequenciamento de DNA para Avaliação de Perfil Microbiano Ruminal.

Dois estudos distintos foram conduzidos em momentos e locais diferentes. No primeiro, 3 realizado em Castanhal, Pará, Brasil, avaliou-se os efeitos de dietas contendo tortas 4 Amazônicas (TA) sobre o consumo, digestibilidade, metabólitos séricos, desempenho e 5 emissão de metano em ovinos Dorper-Santa Inês, castrados. Vinte e oito animais foram 6 distribuídos em gaiolas metabólicas, em delineamento inteiramente casualizado, com 7 quatro tratamentos e sete repetições. Cada grupo de animais recebeu dieta composta por 8 silagem de milho (400 g/kg com base na matéria seca (MS)) e concentrado (600 g/kg 9 MS). Os tratamentos foram: controle (CON40), sem adição de torta amazônica e com 40 10 g/kg de extrato etéreo (EE) na MS da dieta total; cupuaçu (Theobroma grandiflorum) 11 (CUP), com inclusão de torta de cupuaçu e 70 g/kg de EE; tucumã (Astrocaryum vulgare 12 Mart.) (TUC), com inclusão de torta de tucumã e 70 g/kg de EE; controle (CON80), sem 13 adição de torta amazônica e com 80 g/kg de EE. As tortas de cupuaçu e tucumã, ao serem 14 incluídas às dietas de ovinos confinados apresentaram efeitos diferentes sobre o consumo, 15 desempenho e emissão de metano. A inclusão de 450 g/kg de cupuaçu em substituição ao 16 milho e ao farelo de soja possibilita consumo e desempenho mais interessantes, inferiores 17 aos tratamentos controle, porém superiores ao observado na inclusão de 309 g/kg de 18 tucumã. No segundo, conduzido em Mosgiel, no Instituto de Pesquisa AgResearch, Nova 19 Zelândia, investigou-se o uso de soluções (solução A, B e C) como métodos alternativos 20 de conservação e extração de DNA ruminal de ovinos para investigação do perfil 21 microbiano, através da técnica genotyping by sequencing (GBS). A qualidade e 22 integridade do DNA e a composição da comunidade microbiana ruminal foram 23 verificadas nos métodos propostos e comparados à um método controle. Amostras 24 ruminais de 151 ovelhas foram coletadas, via tubo estomacal, em dois períodos, com 25 intervalo de duas semanas entre elas (n=302), para determinar a repetibilidade dos 26 métodos. O rendimento, qualidade e integridade do DNA ruminal conservados e extraídos 27 pelos quatro métodos variaram (p < 0,0001), sendo as maiores médias observadas no 28 método controle, Solução B e A. O número de leitura por amostra, da mesma forma, foi 29 influenciado pelo método usado (p < 0,0001). A abundância relativa também foi 30 influenciada pelo método utilizado, no entanto observou-se um padrão na 31 representatividade entre os 61 táxons investigados. A partir dos métodos de conservação 32 e extração de DNA testados neste estudo, foi possível eliminar a etapa de preparação de 33 amostras ruminais utilizada no método controle e obter, com exceção da Solução C, DNA 34 com rendimentos e de qualidades satisfatórias para análises subsequentes.

Two different studies were carried out at different times and locations. In the first one, 45 carried out at Castanhal, Pará, Brazil, the effects of diets containing Amazon cake (AC) 46 on intake, digestibility, serum metabolites, performance and methane emission in 47 castrated Dorper-Santa Inês sheep were evaluated. Twenty-eight animals were distributed 48 in metabolic cages, in a completely randomized design, with four treatments and seven 49 repetitions. Each group of animals received a diet composed of corn silage (400 g/kg as 50 dry matter (DM) basis and concentrate (600 g/kg DM). The treatments were: control 51 (CON40), with no Amazon cake added and with 40 g/kg of ether extract (EE) in the DM 52 of the total diet; cupuaçu (Theobroma grandiflorum) (CUP), cupuaçu cake added and 70 53 g/kg EE; tucumã (Astrocaryum vulgare Mart.) (TUC), tucumã cake added and 70 g/kg 54 EE; control (CON80), with no Amazon cake added and with 80 g/kg EE. Cupuaçu and 55 tucumã pies, when added to sheep diets, had different effects on intake, performance and 56 methane emission. The inclusion of 450 g/kg of cupuaçu to replace corn and soybean 57 meal allows more interesting consumption and performance, lower than the control 58 treatments, but higher than that observed in the inclusion of 309 g/kg of tucumã. In the 59 second, conducted in Mosgiel, at the AgResearch Research Institute, New Zealand, 60 Solutions (solution A, B and C) were investigated as alternative methods of preserving 61 and extracting ruminal sheep DNA for investigating the microbial profile, through of the 62 genotyping by sequencing technique (GBS). The DNA quality and integrity and the 63 composition of the ruminal microbial community were verified in the proposed methods 64 and compared to a control method. Rumen samples from 151 sheep were collected, via 65 stomach tube, in two periods, with an interval of two weeks between them (n = 302), to 66 determine the repeatability of the methods. The yield, quality and integrity of ruminal 67 DNA conserved and extracted by the four methods varied (p <0.0001), with the highest 68 averages observed in the control method, Solution B and A. The number of readings per 69 sample, likewise, was influenced by the method used (p <0.0001). The relative abundance 70 was also influenced by the method used, however there was a pattern in 71 representativeness among the 61 taxa investigated. From the DNA conservation and 72 extraction methods tested in this study, it was possible to eliminate the ruminal samples 73 preparation used in the control method and obtain, with the exception of Solution C, DNA 74 with satisfactory yields and qualities for subsequent analyzes.

Avaliação da associação entre microbioma fecal e eficiência alimentar em bovinos da raça Angus

MARCILLI, G. M. Avaliação da associação entre microbioma fecal e eficiência alimentar em bovinos da raça Angus. 73 f. Dissertação (Mestrado) Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2019. A eficiência alimentar (EA) é uma característica de grande importância para a sustentabilidade do sistema de produção animal. Animais eficientes apresentam melhor aproveitamento de alimentos e redução considerável na emissão de gases poluentes, diminuindo o impacto ambiental da pecuária. Contudo, a EA é uma característica de difícil mensuração. Com a crescente evidência de que hospedeiros e seus microbiomas interagem em associações complexas, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar a associação entre o microbioma fecal e a eficiência alimentar em bovinos da raça Angus (Bos taurus). Foram utilizadas amostras de fezes de 64 animais mensurados quanto à ingestão de matéria seca (IMS), conversão alimentar (CA), consumo alimentar residual (CAR), ganho de peso diário (GMD) e características de carcaça. As amostras tiveram DNA total extraído e foram identificados os perfis de bactérias e arquéias presentes e suas possíveis relações com a EA a partir do sequenciamento de regiões específicas do gene 16s. Além disso, foram selecionados animais de alta eficiência alimentar (AEA, n=15) e baixa eficiência alimentar (BEA, n=15), pela medida de CAR, que tiveram os dados de microbioma comparados entre os dois grupos. Foi observado que os grupos de AEA e BEA apresentaram desempenho igual quanto ao ganho de peso, características de carcaça. Por outro lado, os animais de BEA tiveram maior consumo de alimentos e também apresentaram maior presença de micro-organismos metanogênicos. Com base em estudos anteriores e nos resultados encontrados neste estudo criou-se a hipótese de que animais divergentes para eficiência alimentar podem apresentar diferenças no microbioma fecal que podem ser utilizadas como uma forma de se identificar animais superiores para essa característica nos levando a uma melhor compreensão dos mecanismos envolvidos na EA.

MARCILLI, G. M. Evaluation of the association betweeen fecal microbiome and feed efficiency in Angus cattle. 73 f. M.Sc. Dissertation Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo, Pirassununga, 2019. Feed efficiency (FE) is a phenotype of great importance for the sustainability of the livestock production system. Efficient animals have better use of food and considerable reduction in greenhouse gas emissions, reducing the environmental impact of livestock. However, FE is a trait difficult to measure. With increasing evidence that the hosts and their microbiomes interact in complex associations, the aim of this study was to evaluate the association between fecal microbiome and feed efficiency in Angus cattle (Bos taurus). Stool samples from 64 animals with phenotype for dry matter intake (DMI), feed conversion ratio (FCR), residual feed intake (RFI), average daily gain (ADG) and carcass characteristics were used. The samples had total DNA extracted and the profiles of bacteria and Arquéia and their possible relationship with EA were identified. In addition, animals with high feed efficiency (HFE, n = 15) and low feed efficiency (LFE, n = 15) were selected by RFI measurement, which had microbiome data compared between the two groups. It was observed that the HFE and LFE groups presented equal performance regarding weight gain and carcass traits. On the other hand, the animals from LFE had higher feed intake and presented higher presence of methanogenic microorganisms. Based on previous studies and the results found in this research, it was hypothesized that animals differing in feed efficiency may present differeces in fecal microbiome that can be used as a way to identify superior animals for this trait. We believe this is a pioneer result in beef cattle that can lead us to a better understanding of the mechanisms involved in FE.