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.

Occurrence of Salmonella spp. in fecal samples from foals with and without diarrhea in the state of São Paulo: microbiological diagnosis, antimicrobial susceptibility profile, and molecular detection / Ocorrência de Salmonella spp. em amostras fecais de potros com e sem diarreia no estado de São Paulo: diagnóstico microbiológico, perfil de susceptibilidade aos antimicrobianos e detecção molecular

ABSTRACT: The present study investigated Salmonella spp. in the feces of 200 foals up to one year of age (100 with clinical signs of diarrhea and 100 without clinical signs of diarrhea). Bacteriological culture, serotyping, antimicrobial susceptibility, and real-time PCR (qPCR SYBR® Green or a TaqMan®) for detecting the invA gene (with and without a selective pre-enrichment step in tetrathionate broth) were performed. Bacterial culture revealed 15% (n=30) of positive animals (21 animals with diarrhea and nine without diarrhea). Among the 30 isolates, 13 different serovars were identified: S. Infantis, S. Minnesota, S. I.4,5,12:i:-; S. Anatum, S. Cerro, S. Oranienburg, S. Braenderup, S. Give, S. Newport, S. IIIb 61:c:z35, S. 109:-:1.5, S. I.4.12:d:-, S. I.6.8:-:-. Multidrug resistance was found in 43.33% (n=13) of the isolates, with one isolate obtained from animals without diarrhea and 12 isolates from animals with diarrhea. All qPCR techniques used in the study classified more samples as positive for Salmonella spp. than the bacterial culture of feces. In addition, all qPCR techniques detected more positive animals in the diarrhea group than in the diarrhea-free group. The results confirm the utility of the qPCR method without the pre-enrichment step in tetrathionate as a rapid test for Salmonella spp. in carrier animals. In animals with clinical signs of diarrhea, it can be combined with bacterial culture (antimicrobial susceptibility testing and serotyping). The isolation of Salmonella spp. in nine animals without diarrhea confirms the importance of asymptomatic carrier animals in the epidemiology of the disease. The multidrug resistance observed highlights the importance of rational antimicrobial use in horses and adopting biosecurity protocols that are efficacious in controlling the spread of infections between animals and zoonotic transmission in farms.

RESUMO: O presente estudo investigou a ocorrência de Salmonella spp. em fezes de 200 potros com até um ano de idade (100 com sinais clínicos de diarreia e 100 sem sinais clínicos de diarreia), utilizando as técnicas de cultivo bacteriológico e PCR em tempo real (qPCR) pelos métodos de corante fluorescente (SYBR® Green) e sonda específica (Taqman®) para a detecção do gene invA com e sem etapa de pré-enriquecimento seletivo em caldo de tetrationato. O cultivo bacteriológico revelou 15% (n=30) de animais positivos (21 animais com diarreia e nove animais sem diarreia). Dentre esses 30 isolados, 13 sorovares diferentes foram identificados: S. Infantis, S. Minnesota, S. I.4,5,12:i:-; S. Anatum, S. Cerro, S. Oranienburg, S. Braenderup, S. Give, S. Newport, S. IIIb 61:c:z35, S. 109:-:1.5, S. I.4.12:d:-, S. I.6.8:-:-. Multirresistência foi constatada em 43,33% (n=13) dos isolados, sendo um isolado obtido de animal sem diarreia e 12 isolados de animais com diarreia. Todas as técnicas de qPCR empregadas no estudo apresentaram maior número de amostras classificadas como positivas para Salmonella spp. comparadas ao cultivo bacteriológico de fezes. Adicionalmente, em todas as técnicas de qPCR houve maior número de animais detectados como positivos no grupo de animais com diarreia em relação aos animais sem diarreia. Os resultados confirmaram a utilidade do método qPCR sem a etapa de pré-enriquecimento em tetrationato, como um teste rápido para detecção de Salmonella spp. em animais portadores ou em animais com sinais clínicos de diarreia. O cultivo bacteriológico deve ser associado para a realização do teste de sensibilidade aos antimicrobianos e sorotipificação. O isolamento de Salmonella spp. em nove animais sem diarreia, confirma a importância dos animais portadores assintomáticos na epidemiologia da doença. A multirresistência observada evidencia a importância do uso racional de antimicrobianos em equinos e a importância da adoção de protocolos de biossegurança que sejam eficazes para controlar a disseminação de infecções entre animais e a transmissão zoonótica nas fazendas.

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)

Evaluation of Analytical Sensitivity of Sdf I based PCR and Sandwich ELISA for Salmonella Enteritidis detection and On-Farm prevalence in Punjab, Pakistan

Salmonella Enteritidis (SE) is a dominant serotype among non-typhoidal Salmonella which renders poultry products unsafe for human consumption. Due to frequent reporting of egg associated outbreaks, broiler breeder flocks are understudied although farm environment present supporting conditions for the growth of SE. In this study, two rapid detection techniques for SE were compared in terms of analytical sensitivity and the extent of SE contamination in broiler breeder farm environment was determined. Analytical sensitivity as limit of detection (LOD) was evaluated quantitatively for serotype specific PCR based on amplification of Sdf I gene and a commercially available sandwich ELISA for antigen detection. In triplicate experiments, tenfold serial dilutions of SE were prepared and tested with each technique. Using pure cultures, analytical sensitivity of PCR and ELISA were found to be 18.6 CFU/ml and 2.77×105 CFU/ml respectively. PCR (LOD, log 1.2) was found to be more sensitive and rapid than ELISA (LOD, log 5.4). Environmental swab samples (n = 260) were collected from 22 hen houses representing 8 broiler breeder farms located in and around Lahore and Sheikhupura districts of Punjab province. From each hen house swab samples were collected from litter, nests, feeders, drinkers, fans, pads, ceiling, walls and walkways. Following selective enrichment, pooled swab samples were subjected to PCR. Results showed that 36.3 % (8/22) hen houses were detected positive for SE. These findings suggest improvement in farm biosecurity measures and advocate implementation of integrated Salmonellosis control programs in broiler breeder houses to minimize carcass contamination.(AU)

Occurrence and antimicrobial resistance profile of Salmonella spp. in calves from the Mesoregion Sertão of Alagoas, Brazil / Ocorrência de Salmonella spp. em bezerros e perfil de resistência antimicrobiana na Mesorregião do Sertão de Alagoas, Brasil

The objective of this study was to verify the occurrence of diarrhea and the isolation of strains of Salmonella spp. in diarrheal feces of calves from farms located in the backwoods from the state of Alagoas municipalities, and to characterize the in vitro resistance profile of Salmonella sp. isolated against conventional antimicrobials. The study was carried out with 431 calves from 10 to 90 days old, and 111 diarrheal fecal samples from these calves were analyzed. The samples were sown in enrichment broths and selective culture media and phenotypic and molecular characterization were made. 25.75% (111/431) of the animals had diarrhea. The presence of Salmonella sp. was evidenced in 13.33% (2/15) of the studied establishments. 2.71% (3/111) strains of Salmonella sp. have been isolated and have all been shown to be resistant to Cefotaxime and sensitive to Ciprofloxacin, Gentamicin, Amoxicillin, Ampicillin and Norfloxacin. The occurrence of Salmonella sp. and other infectious agents associated with diarrhea were confirmed in calves in the backwoods from the state of Alagoas. The antimicrobial potential of the tested drugs reinforces the importance of their responsible use in the fight against Salmonellosis in these animals, thus promoting the minimization of cases of bacterial resistance in Brazil and in the world.

Objetivou-se verificar a ocorrência da diarreia e o isolamento de estirpes de Salmonella sp. em fezes diarreicas de bezerros provenientes de propriedades de municípios do Sertão Alagoano e caracterizar o perfil de resistência in vitro das estir-pes de Salmonella spp. isoladas, frente a antimicrobianos convencionais. O estudo foi realizado com 431 bezerros com 10 a 90 dias de idade, sendo analisadas 111 amostras de fezes diarreicas, semeadas em caldos de enriquecimento e meios de cul-tura seletivos e feita caracterização fenotípica e molecular. 25,75% (111/431) dos animais apresentavam diarreia. A presença de Salmonella sp. foi evidenciada em 13,33% (2/15) dos estabelecimentos estudados. Foram isoladas 2,71% (3/111) estir-pes de Salmonella sp. que revelaram-se em sua totalidade resistentes à Cefotaxima e sensíveis a Ciprofloxacina, Gentamicina, Amoxicilina, Ampicilina e à Norfloxacina. Confirmou-se a ocorrência de Salmonella sp. e outros agentes infecciosos associados a diarreia em bezerros no Sertão Alagoano. O potencial antimicrobiano das drogas testadas reforça a importância da utilização responsável das mesmas no combate a Salmonelose nesses animais, promovendo assim a minimização de casos de resistência bacteriana no Brasil e no mundo.

Occurrence and antimicrobial resistance profile of Salmonella spp. in calves from the Mesoregion Sertão of Alagoas, Brazil / Ocorrência de Salmonella spp. em bezerros e perfil de resistência antimicrobiana na Mesorregião do Sertão de Alagoas, Brasil

The objective of this study was to verify the occurrence of diarrhea and the isolation of strains of Salmonella spp. in diarrheal feces of calves from farms located in the backwoods from the state of Alagoas municipalities, and to characterize the in vitro resistance profile of Salmonella sp. isolated against conventional antimicrobials. The study was carried out with 431 calves from 10 to 90 days old, and 111 diarrheal fecal samples from these calves were analyzed. The samples were sown in enrichment broths and selective culture media and phenotypic and molecular characterization were made. 25.75% (111/431) of the animals had diarrhea. The presence of Salmonella sp. was evidenced in 13.33% (2/15) of the studied establishments. 2.71% (3/111) strains of Salmonella sp. have been isolated and have all been shown to be resistant to Cefotaxime and sensitive to Ciprofloxacin, Gentamicin, Amoxicillin, Ampicillin and Norfloxacin. The occurrence of Salmonella sp. and other infectious agents associated with diarrhea were confirmed in calves in the backwoods from the state of Alagoas. The antimicrobial potential of the tested drugs reinforces the importance of their responsible use in the fight against Salmonellosis in these animals, thus promoting the minimization of cases of bacterial resistance in Brazil and in the world.(AU)

Objetivou-se verificar a ocorrência da diarreia e o isolamento de estirpes de Salmonella sp. em fezes diarreicas de bezerros provenientes de propriedades de municípios do Sertão Alagoano e caracterizar o perfil de resistência in vitro das estir-pes de Salmonella spp. isoladas, frente a antimicrobianos convencionais. O estudo foi realizado com 431 bezerros com 10 a 90 dias de idade, sendo analisadas 111 amostras de fezes diarreicas, semeadas em caldos de enriquecimento e meios de cul-tura seletivos e feita caracterização fenotípica e molecular. 25,75% (111/431) dos animais apresentavam diarreia. A presença de Salmonella sp. foi evidenciada em 13,33% (2/15) dos estabelecimentos estudados. Foram isoladas 2,71% (3/111) estir-pes de Salmonella sp. que revelaram-se em sua totalidade resistentes à Cefotaxima e sensíveis a Ciprofloxacina, Gentamicina, Amoxicilina, Ampicilina e à Norfloxacina. Confirmou-se a ocorrência de Salmonella sp. e outros agentes infecciosos associados a diarreia em bezerros no Sertão Alagoano. O potencial antimicrobiano das drogas testadas reforça a importância da utilização responsável das mesmas no combate a Salmonelose nesses animais, promovendo assim a minimização de casos de resistência bacteriana no Brasil e no mundo.(AU)

Mineralogy, magnetic susceptibility and geochemistry of Fe-rich Oxisols developed from several parent materials

Fe-rich Oxisols on mafic rocks in Brazil generally have high magnetic susceptibility with high contents of some trace elements. These are taxonomically similar soils; however, differences in magnetic and geochemical properties may affect agricultural or environmental usability and subsequent management. This study investigated the pedogenesis of Fe-rich Oxisols from various parent materials and evaluated the lithogenetic influence on magnetic susceptibility and trace elements contents. Soil samples were collected from Bw horizons in 13 Rhodic Oxisols and a Typic Oxisol developed from several parent materials in Minas Gerais State, Brazil. Soils were analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and magnetometry. Soil chemical analyses consisted of sulfuric and total (tri-acid) digestions and selective Fe oxides dissolutions and statistical correlations were determined. Fe-rich Oxisols presented a typical mineralogical composition of highly weathered soils with structural stability. The results confirm the difficulty to identify accurately magnetic minerals in different grain sizes using XRD. However, coarse fractions still exert dominant influence on the magnetic properties of the Fe-rich Rhodic Oxisols. In addition, coarse fractions probably contribute to the enrichment of superparamagnetic particles for the clay fraction. Although highly weathered, Fe-rich Oxisols may have their geochemical attributes still controlled by the parent material, where trace elements seem to be correlated with the magnetic minerals in the coarse fractions. Thus, the natural replacement of some trace elements from soil-solution equilibrium reactions during plant development could be more effective in soils with higher magnetic particles concentrations in the coarse fractions.

Mineralogy, magnetic susceptibility and geochemistry of Fe-rich Oxisols developed from several parent materials

Fe-rich Oxisols on mafic rocks in Brazil generally have high magnetic susceptibility with high contents of some trace elements. These are taxonomically similar soils; however, differences in magnetic and geochemical properties may affect agricultural or environmental usability and subsequent management. This study investigated the pedogenesis of Fe-rich Oxisols from various parent materials and evaluated the lithogenetic influence on magnetic susceptibility and trace elements contents. Soil samples were collected from Bw horizons in 13 Rhodic Oxisols and a Typic Oxisol developed from several parent materials in Minas Gerais State, Brazil. Soils were analyzed by X-ray diffractometry (XRD) and magnetometry. Soil chemical analyses consisted of sulfuric and total (tri-acid) digestions and selective Fe oxides dissolutions and statistical correlations were determined. Fe-rich Oxisols presented a typical mineralogical composition of highly weathered soils with structural stability. The results confirm the difficulty to identify accurately magnetic minerals in different grain sizes using XRD. However, coarse fractions still exert dominant influence on the magnetic properties of the Fe-rich Rhodic Oxisols. In addition, coarse fractions probably contribute to the enrichment of superparamagnetic particles for the clay fraction. Although highly weathered, Fe-rich Oxisols may have their geochemical attributes still controlled by the parent material, where trace elements seem to be correlated with the magnetic minerals in the coarse fractions. Thus, the natural replacement of some trace elements from soil-solution equilibrium reactions during plant development could be more effective in soils with higher magnetic particles concentrations in the coarse fractions.(AU)

Defined and undefined commercial probiotics cultures in the prevention of Salmonella Enteritidis in broilers

ABSTRACT: This study aimed to evaluate the efficacy of probiotics from different formations, defined and undefined cultures, applied in the control of Salmonella Enteritidis in broilers, identifying the compositions and states for which the probiotics are more effective. For that, 390 broilers were inoculated orally with 1.00 ml of Salmonella Enteritidis at a concentration of 1.2x109 CFU (Colony Forming Units). The experimental design used was randomized blocks with 5 treatments and 6 replications, totaling 30 boxes with 13 birds/box (13 birds/m2). The treatments were provided via drinking water 1 hour after inoculation, keeping a daily treatment of 12 hours with probiotics, for 3 consecutive days (birds at 1, 2 and 3 days of age). In general, the five treatments conducted were: T1 - Control without probiotic, T2 - Probiotic A (defined culture - lyophilized form, strain 7), T3 - Probiotic B (defined culture - lyophilized form, strain 11), T4 - Probiotic C (undefined culture liquid form), T5 - Probiotic D (undefined culture - liquid form). After treatments, performance was evaluated through average body weight, feed conversion and mortality counting. Microbiological analysis and Salmonella isolation were performed using MPN (Most Probable Number) and selective enrichment technique methods, respectively. Samples of ileum and liver pool, cecal tonsils, cecum, heart and spleen pool were collected at 5 and 31 days of age. No differences were observed on growth performance and isolation of Salmonella Enteritidis (p0.05). All probiotics applied were effective on reducing Salmonella Enteritidis colonization in the ileum, cecal tonsils, and cecum at 5 days of life. Probiotics T2 and T5 has shown effectiveness in reducing colonization at 31 days, being considered the most efficient on Salmonella Enteritidis control, for the intestines segments evaluated. It was not possible to affirm which probiotics formation, defined or undefined, is more efficient for Salmonella Enteritidis control.

RESUMO: O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia dos probióticos de diferentes constituições: de culturas definidas e de culturas indefinidas no controle de Salmonella Enteritidis em frangos de corte, identificando qual a constituição e qual ou quais probióticos testados é mais eficaz. Foram inoculados 390 frangos de corte com 1ml de Salmonella Enteritidis, via oral, na concentração de 1,2 x 109 UFC (Unidades Formadoras de Colônia). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com 5 tratamentos e 6 repetições cada, totalizando 30 boxes com 13 aves/boxe (13 aves/m2). Os tratamentos foram fornecidos via água de bebida 1 hora após a inoculação, com 12 horas de tratamento com probióticos por dia, durante 3 dias consecutivos (1º, 2º e 3º dia de idade das aves). Os cinco tratamentos foram: T1 - Controle sem probiótico, T2 - Probiótico A (cultura definida - forma liofilizada, 7 cepas), T3 - Probiótico B (cultura definida - forma liofilizada, 11 cepas), T4 - Probiótico C (cultura indefinida - forma líquida), T5 - Probiótico D (cultura indefinida - forma liofilizada). O desempenho zootécnico foi avaliado usando o peso médio, a conversão alimentar e a mortalidade. Análises microbiológicas foram realizadas utilizando o método NMP (NMP/g)e isolamento de Salmonella através técnica de enriquecimento seletivo. Amostras de pool de íleo, tonsilas cecais e cecos e pool de fígado, coração e baço foram coletadas aos 5 dias e aos 31 dias de idade. Para desempenho zootécnico e isolamento de Salmonella Enteritidis não foram observadas diferenças (p0,05). Todos os probióticos utilizados foram eficazes na redução da colonização de Salmonella Enteritidis no íleo, tonsilas cecais e cecos aos 5 dias de idade e somente os probióticos do T2 (cultura definida) e T5 (cultura indefinida) reduziram a colonização aos 31 dias sendo considerados os mais eficazes no controle de Salmonella Enteritidis nestes segmentos intestinais avaliados. Não se pode afirmar quais das constituições de probióticos, culturas definidas ou indefinidas, são mais eficazes no controle de Salmonella Enteritidis.

Defined and undefined commercial probiotics cultures in the prevention of Salmonella Enteritidis in broilers / Probióticos comerciais de culturas definidas e indefinidas na prevenção de Salmonella Enteritidis em frangos de corte

This study aimed to evaluate the efficacy of probiotics from different formations, defined and undefined cultures, applied in the control of Salmonella Enteritidis in broilers, identifying the compositions and states for which the probiotics are more effective. For that, 390 broilers were inoculated orally with 1.00 ml of Salmonella Enteritidis at a concentration of 1.2x109 CFU (Colony Forming Units). The experimental design used was randomized blocks with 5 treatments and 6 replications, totaling 30 boxes with 13 birds/box (13 birds/m2). The treatments were provided via drinking water 1 hour after inoculation, keeping a daily treatment of 12 hours with probiotics, for 3 consecutive days (birds at 1, 2 and 3 days of age). In general, the five treatments conducted were: T1 - Control without probiotic, T2 - Probiotic A (defined culture - lyophilized form, strain 7), T3 - Probiotic B (defined culture - lyophilized form, strain 11), T4 - Probiotic C (undefined culture liquid form), T5 - Probiotic D (undefined culture - liquid form). After treatments, performance was evaluated through average body weight, feed conversion and mortality counting. Microbiological analysis and Salmonella isolation were performed using MPN (Most Probable Number) and selective enrichment technique methods, respectively. Samples of ileum and liver pool, cecal tonsils, cecum, heart and spleen pool were collected at 5 and 31 days of age. No differences were observed on growth performance and isolation of Salmonella Enteritidis (p≥0.05). All probiotics applied were effective on reducing Salmonella Enteritidis colonization in the ileum, cecal tonsils, and cecum at 5 days of life. Probiotics T2 and T5 has shown effectiveness in reducing colonization at 31 days, being considered the most efficient on... (AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia dos probióticos de diferentes constituições: de culturas definidas e de culturas indefinidas no controle de Salmonella Enteritidis em frangos de corte, identificando qual a constituição e qual ou quais probióticos testados é mais eficaz. Foram inoculados 390 frangos de corte com 1ml de Salmonella Enteritidis, via oral, na concentração de 1,2 x 109 UFC (Unidades Formadoras de Colônia). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com 5 tratamentos e 6 repetições cada, totalizando 30 boxes com 13 aves/boxe (13 aves/m2). Os tratamentos foram fornecidos via água de bebida 1 hora após a inoculação, com 12 horas de tratamento com probióticos por dia, durante 3 dias consecutivos (1º, 2º e 3º dia de idade das aves). Os cinco tratamentos foram: T1 - Controle sem probiótico, T2 - Probiótico A (cultura definida - forma liofilizada, 7 cepas), T3 - Probiótico B (cultura definida - forma liofilizada, 11 cepas), T4 - Probiótico C (cultura indefinida - forma líquida), T5 - Probiótico D (cultura indefinida - forma liofilizada). O desempenho zootécnico foi avaliado usando o peso médio, a conversão alimentar e a mortalidade. Análises microbiológicas foram realizadas utilizando o método NMP (NMP/g)e isolamento de Salmonella através técnica de enriquecimento seletivo. Amostras de pool de íleo, tonsilas cecais e cecos e pool de fígado, coração e baço foram coletadas aos 5 dias e aos 31 dias de idade. Para desempenho zootécnico e isolamento de Salmonella Enteritidis não foram observadas diferenças (p≥0,05). Todos os probióticos utilizados foram eficazes na redução da colonização de Salmonella Enteritidis no íleo, tonsilas cecais e cecos aos 5 dias de idade e somente os probióticos do T2 (cultura definida) e T5 (cultura indefinida) reduziram a colonização aos 31...(AU)

Defined and undefined commercial probiotics cultures in the prevention of Salmonella Enteritidis in broilers / Probióticos comerciais de culturas definidas e indefinidas na prevenção de Salmonella Enteritidis em frangos de corte

This study aimed to evaluate the efficacy of probiotics from different formations, defined and undefined cultures, applied in the control of Salmonella Enteritidis in broilers, identifying the compositions and states for which the probiotics are more effective. For that, 390 broilers were inoculated orally with 1.00 ml of Salmonella Enteritidis at a concentration of 1.2x109 CFU (Colony Forming Units). The experimental design used was randomized blocks with 5 treatments and 6 replications, totaling 30 boxes with 13 birds/box (13 birds/m2). The treatments were provided via drinking water 1 hour after inoculation, keeping a daily treatment of 12 hours with probiotics, for 3 consecutive days (birds at 1, 2 and 3 days of age). In general, the five treatments conducted were: T1 - Control without probiotic, T2 - Probiotic A (defined culture - lyophilized form, strain 7), T3 - Probiotic B (defined culture - lyophilized form, strain 11), T4 - Probiotic C (undefined culture liquid form), T5 - Probiotic D (undefined culture - liquid form). After treatments, performance was evaluated through average body weight, feed conversion and mortality counting. Microbiological analysis and Salmonella isolation were performed using MPN (Most Probable Number) and selective enrichment technique methods, respectively. Samples of ileum and liver pool, cecal tonsils, cecum, heart and spleen pool were collected at 5 and 31 days of age. No differences were observed on growth performance and isolation of Salmonella Enteritidis (p≥0.05). All probiotics applied were effective on reducing Salmonella Enteritidis colonization in the ileum, cecal tonsils, and cecum at 5 days of life. Probiotics T2 and T5 has shown effectiveness in reducing colonization at 31 days, being considered the most efficient on Salmonella Enteritidis control, for the intestines segments evaluated. It was not possible to affirm which probiotics formation, defined or undefined, is more efficient for Salmonella Enteritidis control.(AU)

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficácia dos probióticos de diferentes constituições: de culturas definidas e de culturas indefinidas no controle de Salmonella Enteritidis em frangos de corte, identificando qual a constituição e qual ou quais probióticos testados é mais eficaz. Foram inoculados 390 frangos de corte com 1ml de Salmonella Enteritidis, via oral, na concentração de 1,2 x 109 UFC (Unidades Formadoras de Colônia). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos casualizados com 5 tratamentos e 6 repetições cada, totalizando 30 boxes com 13 aves/boxe (13 aves/m2). Os tratamentos foram fornecidos via água de bebida 1 hora após a inoculação, com 12 horas de tratamento com probióticos por dia, durante 3 dias consecutivos (1º, 2º e 3º dia de idade das aves). Os cinco tratamentos foram: T1 - Controle sem probiótico, T2 - Probiótico A (cultura definida - forma liofilizada, 7 cepas), T3 - Probiótico B (cultura definida - forma liofilizada, 11 cepas), T4 - Probiótico C (cultura indefinida - forma líquida), T5 - Probiótico D (cultura indefinida - forma liofilizada). O desempenho zootécnico foi avaliado usando o peso médio, a conversão alimentar e a mortalidade. Análises microbiológicas foram realizadas utilizando o método NMP (NMP/g)e isolamento de Salmonella através técnica de enriquecimento seletivo. Amostras de pool de íleo, tonsilas cecais e cecos e pool de fígado, coração e baço foram coletadas aos 5 dias e aos 31 dias de idade. Para desempenho zootécnico e isolamento de Salmonella Enteritidis não foram observadas diferenças (p≥0,05). Todos os probióticos utilizados foram eficazes na redução da colonização de Salmonella Enteritidis no íleo, tonsilas cecais e cecos aos 5 dias de idade e somente os probióticos do T2 (cultura definida) e T5 (cultura indefinida) reduziram a colonização aos 31 dias sendo considerados os mais eficazes no controle de Salmonella Enteritidis nestes segmentos intestinais avaliados. Não se pode afirmar quais das constituições de probióticos, culturas definidas ou indefinidas, são mais eficazes no controle de Salmonella Enteritidis.(AU)

Isolation and genotyping of Clostridium perfringens and Clostridium difficile in Capuchin Monkeys (Sapajus spp) / Isolamento e genotipagem de Clostridium perfringens and Clostridium difficile em macacos-prego (Sapajus spp)

The importance of Clostridium perfringens and C. difficile for most wild animal species remains unclear. This study aimed to isolate and genotype C. perfringens and C. difficile in stool samples from free-living and captive capuchin monkeys (Sapajus flavius and Sapajus libidinosus) in Brazil. Ten free-living S. flavius and 14 captive S. libidinosus were sampled for this study. To isolate C. difficile, stool samples were inoculated on plates containing cycloserine-cefoxitin fructose agar supplemented with horse blood and sodium taurocholate. Two different protocols for C. perfringens isolation were tested: direct plating onto selective agar and enrichment in brain heart infusion (BHI) broth followed by plating onto selective agar. C. difficile was not detected in the present study. The results were identical for both protocols tested for isolation of C. perfringens. Four samples (16.7%) were positive for C. perfringens type A, including one sample from a free-living animal (4.2%) and three from captive animals (12.5%), meaning there was no significant difference between these two groups. C. perfringens isolates were negative for all additional virulence factors evaluated, including enterotoxin encoding-gene (cpe) and beta-2 encoding-gene (cpb2). These results suggested that C. perfringens type A is found in the microbiota of capuchin monkeys, although it is less frequent than previously reported in domestic animals.

A importância de Clostridium perfringens e C. difficile para a maioria das espécies silvestres ainda não está clara. O objetivo do presente estudo foi isolar e genotipar C. perfringens e C. difficile em amostras de fezes de macacos-prego (Sapajus flavius e Sapajus libidinosus) de vida livre e criados em cativeiros no Brasil. Dez S. flavius de vida livre e 14 S. libidinosus de cativeiro foram incluídos no presente estudo. Para isolamento de C. difficile, as amostras de fezes foram inoculadas em agar cicloserina-cefoxitina frutose, suplementado com sangue e taurocolato de sódico. Para isolamento de C. perfringens, foram testados dois protocolos: plaqueamento direto em ágar seletivo e enriquecimento em caldo seguido de plaqueamento em ágar seletivo. C difficile não foi detectado no presente estudo. Os resultados foram idênticos para ambos os protocolos testados para isolamento de C. perfringens, resultando em quatro animais (16,7%) positivos para C. perfringens tipo A. Destes, uma amostra era de um animal de vida livre (4,2%) e três de animais de cativeiro (12,5%), não havendo diferença entre esses dois grupos. Os isolados de C. perfringens foram negativos para todos os fatores de virulência adicionais avaliados, incluindo o gene codificador de enterotoxina (cpe) e o gene codificador beta-2 (cpb2). O presente estudo sugere C. perfringens tipo A como parte da microbiota de macacos-prego, embora esse agente seja menos frequente como comensal, do que relatado anteriormente, em animais domésticos.

Isolation and genotyping of Clostridium perfringens and Clostridium difficile in Capuchin Monkeys (Sapajus spp) / Isolamento e genotipagem de Clostridium perfringens and Clostridium difficile em macacos-prego (Sapajus spp)

The importance of Clostridium perfringens and C. difficile for most wild animal species remains unclear. This study aimed to isolate and genotype C. perfringens and C. difficile in stool samples from free-living and captive capuchin monkeys (Sapajus flavius and Sapajus libidinosus) in Brazil. Ten free-living S. flavius and 14 captive S. libidinosus were sampled for this study. To isolate C. difficile, stool samples were inoculated on plates containing cycloserine-cefoxitin fructose agar supplemented with horse blood and sodium taurocholate. Two different protocols for C. perfringens isolation were tested: direct plating onto selective agar and enrichment in brain heart infusion (BHI) broth followed by plating onto selective agar. C. difficile was not detected in the present study. The results were identical for both protocols tested for isolation of C. perfringens. Four samples (16.7%) were positive for C. perfringens type A, including one sample from a free-living animal (4.2%) and three from captive animals (12.5%), meaning there was no significant difference between these two groups. C. perfringens isolates were negative for all additional virulence factors evaluated, including enterotoxin encoding-gene (cpe) and beta-2 encoding-gene (cpb2). These results suggested that C. perfringens type A is found in the microbiota of capuchin monkeys, although it is less frequent than previously reported in domestic animals.(AU)

A importância de Clostridium perfringens e C. difficile para a maioria das espécies silvestres ainda não está clara. O objetivo do presente estudo foi isolar e genotipar C. perfringens e C. difficile em amostras de fezes de macacos-prego (Sapajus flavius e Sapajus libidinosus) de vida livre e criados em cativeiros no Brasil. Dez S. flavius de vida livre e 14 S. libidinosus de cativeiro foram incluídos no presente estudo. Para isolamento de C. difficile, as amostras de fezes foram inoculadas em agar cicloserina-cefoxitina frutose, suplementado com sangue e taurocolato de sódico. Para isolamento de C. perfringens, foram testados dois protocolos: plaqueamento direto em ágar seletivo e enriquecimento em caldo seguido de plaqueamento em ágar seletivo. C difficile não foi detectado no presente estudo. Os resultados foram idênticos para ambos os protocolos testados para isolamento de C. perfringens, resultando em quatro animais (16,7%) positivos para C. perfringens tipo A. Destes, uma amostra era de um animal de vida livre (4,2%) e três de animais de cativeiro (12,5%), não havendo diferença entre esses dois grupos. Os isolados de C. perfringens foram negativos para todos os fatores de virulência adicionais avaliados, incluindo o gene codificador de enterotoxina (cpe) e o gene codificador beta-2 (cpb2). O presente estudo sugere C. perfringens tipo A como parte da microbiota de macacos-prego, embora esse agente seja menos frequente como comensal, do que relatado anteriormente, em animais domésticos.(AU)

Pesquisa, identificação e perfil de suscetibilidade antimicrobiana de Cronobacter spp. em produtos destinados à alimentação infantil / Detection, identification and antimicrobial susceptibility profile of Cronobacter spp. in products for infant feeding

Cronobacter spp. emergiu como perigo microbiológico em fórmulas infantis desidratadas (FID), responsável por infecções graves em neonatos. Contudo, muitos pacientes não ingeriram FID, o que indica que outros alimentos podem atuar como veículo do patógeno. Os objetivos deste estudo foram pesquisar Cronobacter spp. em alimentos infantis, identificar as espécies e avaliar o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos das cepas isoladas. Foram analisadas 47 amostras pré-cozidas de cereais à base de grãos, amidos de milho e farinhas lácteas. A pesquisa foi realizada com pré-enriquecimento em água peptonada tamponada, enriquecimento seletivo no Cronobacter Screening Broth, isolamento por meio de Enterobacter sakazakii Isolation Agar e identificação no Vitek 2.0. A identificação das espécies foi realizada por reação em cadeia pela polimerase com alvo nos genes rpoB e cgcA. O antibiograma foi realizado pelo método de difusão em ágar (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. foi identificada em 11 amostras (23,4 %). Oito cepas foram identificadas como C. sakazakii (72,7 %), duas como C. malonaticus (18,2 %) e uma como C. dublinensis (9,1 %). Apenas uma cepa de C. malonaticus apresentou resistência intermediária a ciprofloxacina. Os produtos destinados à alimentação infantil avaliados podem apresentar risco, no caso destes alimentos serem ingeridos por pacientes pertencentes ao grupo de risco, como neonatos e idosos.

Cronobacter spp. emerged as a microbiological hazard in powdered infant formulas (PIF) causing severe infections in newborns. However, among these patients many of them had not ingested PIF indicating that other foods categories might be as the pathogen vehicle. This study aimed at investigating Cronobacter spp. in infant foods, identifying the species and evaluating the antimicrobial susceptibility profile of the isolated strains. Forty-seven samples of precooked grain-based cereals, corn starch and milk flours were analyzed. The microbiological analysis was performed with pre-enrichment in buffered peptone water, followed by selective-enrichment in Cronobacter Screening Broth, isolation in Enterobacter sakazakii Isolation Agar and identification in Vitek 2.0. The identification of species was performed by polymerase chain reaction targeting rpoB and cgaA genes. The antibiogram was carried out using the agar diffusion method (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. was identified in 11 samples (23.4 %). Eight strains were identified as C. sakazakii (72.7 %), two as C. malonaticus (18.2 %) and one as C. dublinensis (9.1 %). Only one C. malonaticus strain showed an intermediate resistance to ciprofloxacin. The evaluated samples produced for infant feeding might cause hazard when ingested by patients belonging to the risk group as newborns and elderly.

Pesquisa, identificação e perfil de suscetibilidade antimicrobiana de Cronobacter spp. em produtos destinados à alimentação infantil / Detection, identification and antimicrobial susceptibility profile of Cronobacter spp. in products for infant feeding

Cronobacter spp. emergiu como perigo microbiológico em fórmulas infantis desidratadas (FID), responsável por infecções graves em neonatos. Contudo, muitos pacientes não ingeriram FID, o que indica que outros alimentos podem atuar como veículo do patógeno. Os objetivos deste estudo foram pesquisar Cronobacter spp. em alimentos infantis, identificar as espécies e avaliar o perfil de suscetibilidade aos antimicrobianos das cepas isoladas. Foram analisadas 47 amostras pré-cozidas de cereais à base de grãos, amidos de milho e farinhas lácteas. A pesquisa foi realizada com pré-enriquecimento em água peptonada tamponada, enriquecimento seletivo no Cronobacter Screening Broth, isolamento por meio de Enterobacter sakazakii Isolation Agar e identificação no Vitek 2.0. A identificação das espécies foi realizada por reação em cadeia pela polimerase com alvo nos genes rpoB e cgcA. O antibiograma foi realizado pelo método de difusão em ágar (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. foi identificada em 11 amostras (23,4 %). Oito cepas foram identificadas como C. sakazakii (72,7 %), duas como C. malonaticus (18,2 %) e uma como C. dublinensis (9,1 %). Apenas uma cepa de C. malonaticus apresentou resistência intermediária a ciprofloxacina. Os produtos destinados à alimentação infantil avaliados podem apresentar risco, no caso destes alimentos serem ingeridos por pacientes pertencentes ao grupo de risco, como neonatos e idosos.(AU)

Cronobacter spp. emerged as a microbiological hazard in powdered infant formulas (PIF) causing severe infections in newborns. However, among these patients many of them had not ingested PIF indicating that other foods categories might be as the pathogen vehicle. This study aimed at investigating Cronobacter spp. in infant foods, identifying the species and evaluating the antimicrobial susceptibility profile of the isolated strains. Forty-seven samples of precooked grain-based cereals, corn starch and milk flours were analyzed. The microbiological analysis was performed with pre-enrichment in buffered peptone water, followed by selective-enrichment in Cronobacter Screening Broth, isolation in Enterobacter sakazakii Isolation Agar and identification in Vitek 2.0. The identification of species was performed by polymerase chain reaction targeting rpoB and cgaA genes. The antibiogram was carried out using the agar diffusion method (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. was identified in 11 samples (23.4 %). Eight strains were identified as C. sakazakii (72.7 %), two as C. malonaticus (18.2 %) and one as C. dublinensis (9.1 %). Only one C. malonaticus strain showed an intermediate resistance to ciprofloxacin. The evaluated samples produced for infant feeding might cause hazard when ingested by patients belonging to the risk group as newborns and elderly.(AU)

Identificação de Cronobacter spp. em queijos e perfil de suscetibilidade antimicrobiana / Identification of Cronobacter spp. in cheeses and the antimicrobial susceptibility profile

Cronobacter spp. é um patógeno oportunista que pode causar infecções em indivíduos de qualquer idade, cuja incidência é maior em neonatos, pacientes imunocomprometidos e idosos. Neste estudo Cronobacter spp. foi pesquisado em 90 amostras de queijos (30 do tipo Minas Frescal, 30 do tipo Prato e 30 do tipo Prato fatiado). As espécies isoladas foram identificadas, e foi avaliado o perfil de suscetibilidade a antimicrobianos. A pesquisa foi realizada utilizando-se pré-enriquecimento em água peptonada tamponada, enriquecimento seletivo no caldo lauril sulfato triptose contendo vancomicina, isolamento no meio Enterobacter sakazakii Isolation Agar e identificação no Vitek 2.0. As espécies foram identificadas por meio de múltipla PCR com alvo no gene cgcA. O antibiograma foi realizado pela técnica de difusão em ágar (KirbyBauer). Cronobacter spp. foi isolada em uma (1,1 %) amostra de queijo tipo Minas Frescal, identificada como C. sakazakii que apresentou sensibilidade a todos os antimicrobianos testados. Cronobacter spp. pode não representar risco à saúde dos indivíduos pelo consumo de queijos produzidos com leite pasteurizado. Entretanto, a presença de Cronobacter spp. em uma amostra de queijo demonstra falhas na produção, o que reforça a necessidade de maior adesão às Boas Práticas de Fabricação.

Cronobacter spp. is an opportunistic pathogen that may cause infections in individuals of any age, and the highest incidence occurs in neonates, immunocompromised patients and elderly persons. This study investigated Cronobacter spp. occurrence in 90 cheese samples (30 “Minas Frescal” type cheeses, 30 “Prato” type and 30 sliced “Prato” type). The isolated species were identified and the antimicrobial susceptibility profile of the isolated strains was evaluated. The microbiological assay was performed with pre-enrichment in buffered peptone water, and selective-enrichment in modified lauryl sulphate tryptose broth containing vancomycin. Isolation and identification were done in Enterobacter sakazakii Isolation Agar and in Vitek 2.0, respectively. The species identification was performed by multiple PCR targeting cgaA gene. Antibiogram was done using agar diffusion method (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. was isolated from one (1.1 %) sample of “Minas Frescal” type cheese, identified as C. sakazakii which was sensitive to all of tested antimicrobials. Cronobacter spp. does not represent a risk to the individuals health by consuming cheeses made from pasteurized milk. However, the presence of Cronobacter spp. in one sample of analyzed cheese indicates failures in their production, reinforcing the need for following the Good Manufacturing Practices.

Identificação de Cronobacter spp. em queijos e perfil de suscetibilidade antimicrobiana / Identification of Cronobacter spp. in cheeses and the antimicrobial susceptibility profile

Cronobacter spp. é um patógeno oportunista que pode causar infecções em indivíduos de qualquer idade, cuja incidência é maior em neonatos, pacientes imunocomprometidos e idosos. Neste estudo Cronobacter spp. foi pesquisado em 90 amostras de queijos (30 do tipo Minas Frescal, 30 do tipo Prato e 30 do tipo Prato fatiado). As espécies isoladas foram identificadas, e foi avaliado o perfil de suscetibilidade a antimicrobianos. A pesquisa foi realizada utilizando-se pré-enriquecimento em água peptonada tamponada, enriquecimento seletivo no caldo lauril sulfato triptose contendo vancomicina, isolamento no meio Enterobacter sakazakii Isolation Agar e identificação no Vitek 2.0. As espécies foram identificadas por meio de múltipla PCR com alvo no gene cgcA. O antibiograma foi realizado pela técnica de difusão em ágar (KirbyBauer). Cronobacter spp. foi isolada em uma (1,1 %) amostra de queijo tipo Minas Frescal, identificada como C. sakazakii que apresentou sensibilidade a todos os antimicrobianos testados. Cronobacter spp. pode não representar risco à saúde dos indivíduos pelo consumo de queijos produzidos com leite pasteurizado. Entretanto, a presença de Cronobacter spp. em uma amostra de queijo demonstra falhas na produção, o que reforça a necessidade de maior adesão às Boas Práticas de Fabricação.(AU)

Cronobacter spp. is an opportunistic pathogen that may cause infections in individuals of any age, and the highest incidence occurs in neonates, immunocompromised patients and elderly persons. This study investigated Cronobacter spp. occurrence in 90 cheese samples (30 “Minas Frescal” type cheeses, 30 “Prato” type and 30 sliced “Prato” type). The isolated species were identified and the antimicrobial susceptibility profile of the isolated strains was evaluated. The microbiological assay was performed with pre-enrichment in buffered peptone water, and selective-enrichment in modified lauryl sulphate tryptose broth containing vancomycin. Isolation and identification were done in Enterobacter sakazakii Isolation Agar and in Vitek 2.0, respectively. The species identification was performed by multiple PCR targeting cgaA gene. Antibiogram was done using agar diffusion method (Kirby-Bauer). Cronobacter spp. was isolated from one (1.1 %) sample of “Minas Frescal” type cheese, identified as C. sakazakii which was sensitive to all of tested antimicrobials. Cronobacter spp. does not represent a risk to the individuals health by consuming cheeses made from pasteurized milk. However, the presence of Cronobacter spp. in one sample of analyzed cheese indicates failures in their production, reinforcing the need for following the Good Manufacturing Practices.(AU)

IDENTIFICATION OF STRUCTURAL VARIANTS AND SELECTION SIGNATURES IN CATTLE

Devido aos impactos causados na produção animal recorrentes das mudanças climáticas, é importante caracterizar o genoma bovino para desvendar os mecanismos genéticos envolvidos na variação fenotípica que foram influenciados pelo ambiente e moldados pela seleção natural. O objetivo deste estudo é descrever os principais efeitos da adaptação e seleção em animais zebuínos e taurinos localmente adaptadas através da identificação de variações estruturais e assinaturas de seleção utilizando dados genotípicos e de sequenciamento de genoma inteiro. No capítulo 2, foram utilizados genótipos imputados (n=735.044 marcadores) de 9,386 animais da raça Nellore e de suas respectivas linhagens a fim de estimar a autozigosidade do genoma baseado nas corridas de homozigose (ROH) por meio do software Plink. Em geral, os coeficientes de endogamia baseados em ROH (FROH) não foram altos, com valores próximos a 2%. As ilhas de autozigosidade foram evidentes em todo o genoma e sua localização não diferiu em grande número dentro das linhagens. Termos enriquecidos (p<0,01) dentro das ilhas de autozigosidade sugeriam uma forte seleção para características relacionadas à resposta imune, podendo explicar uma maior adaptabilidade do gado zebuíno em ambientes severos. O capítulo 3 visou avaliar a autozigosidade de todo o genoma para explorar regiões ricas em ROH que poderiam melhor caracterizar os diferentes tipos biológicos (produtivo ou adaptativo) do gado de corte composto Montana Tropical®. Animais Montana (n=1.436) foram genotipados com o GGP-LD BeadChip (n=30.105 marcadores) e os ROH foram identificados em cada indivíduo usando o software Plink. O número de ilhas de autozigosidade não diferiu consideravelmente entre os tipos biológicos e não foi encontrado nenhum termo enriquecido significativo (p<0,05) compartilhado entre eles. Termos enriquecidos associados à resposta imunológica e homeostase foram descritos para o tipo biológico adaptativo, enquanto aqueles ligados ao sistema imunológico, bem como às funções reprodutivas e produtivas, foram identificados para o tipo biológico produtivo. No capítulo 4, quatro métodos estatísticos foram implementados para detectar regiões genômicas sob pressão seletiva usando dados de sequenciamento de genoma inteiro (~12.4 X) de bovinos das raças Gir (GIR, n=13), Caracu Caldeano (CAR, n=12), Crioulo Lageano (CRL, n=12) e Pantaneiro (PAN, n=12). As estatísticas dentro de população (CLR e iHS) e entre populações (FST e XPEHH) foram combinadas separadamente em um único valor por meio do método de-correlated composite of multiple signals (DCMS). As regiões de varredura seletiva foram identificadas por meio dos valores do limite superior (1%) da distribuição empírica gerada por cada estatística DCMS. As assinaturas de seleção identificadas forneceram uma percepção abrangente de genes candidatos juntamente com QTLs relacionadas a características produtivas e de adaptação ao ambiente hostil no qual estas raças foram expostas. No capítulo 5, o método de leitura baseada em read-depth implementado no software CNVnator foi utilizado para identificar variações no número de cópias (CNVs) utilizando dados de sequenciamento de genoma inteiro (~14.07 X) de bovinos das raças CAR (n=12), CRL (n=12) e PAN (n=12). Regiões de CNV (CNVRs) foram identificadas sobrepondo as CNVs individuais dentro de cada raça. A anotação funcional das CNVRs revelou variantes com elevada consequência na sequência proteica abrangendo genes fortemente associados a resiliência ambiental, dentre os quais podemos destacar o BOLA-DQB, BOLA-DQA5, CD1A, -defensins, PRG3 e ULBP21. A análise de enriquecimento funcional utilizando os genes prospectados nas CNVRs também revelou termos significativos (p<0.01) fortemente associados à imunidade e resistência do gado a ambientes severos. Nossos resultados elucidaram os mecanismos biológicos inerentes as raças bovinas aqui estudadas, fornecendo informações a respeito de genes candidatos e regiões genômicas que abrangem características adaptativas relevantes, bem como informações úteis para futuras abordagens de conservação, estudos de associação ou seleção.

Given the impacts caused by climate change upon livestock production, it is important to characterize the cattle genome to unravel the genetic mechanisms underlying phenotypic variation that were influenced by the environment and shaped by natural selection that allowed them to thrive in distinct ecosystems. Therefore, the objective of this study is to describe the main effects of adaptation and selection in indicine and locally adapted taurine cattle breeds through the identification of structural variants and signatures of selection using genotypic and whole-genome re-sequencing data. In chapter 2, imputed genotypes (n=735,044 markers) were used to assess genome-wide autozygosity based on runs of homozygosity (ROH) in 9,386 Nellore animals and its lineages using the Plink software. Overall, inbreeding coefficients based on ROH (FROH) were not high, with values close to 2%. Autozygosity islands were evident across the genome, and their genomic location did not largely differ within lineages. Enriched terms (p<0.01) within the autozygosity islands suggested a strong selection for immune response-related traits and might explain the greater adaptability of the indicine cattle in harsh environments. Chapter 3 aimed to assess genome-wide autozygosity to explore ROH hotspot regions which could better characterize the different biological types (productive or adaptive) within the composite Montana Tropical® beef cattle. Montana animals (n=1,436) were genotyped with the GGP-LD BeadChip (n=30,105 markers), and ROH were identified in every individual using the Plink software. The number of autozygosity islands did not differ considerably between biological types, and no significant enriched term (p<0.05) was found to be shared between them. Enriched terms associated with the immune response and homeostasis were described for the adaptive biological type, while those linked to the immune system as well as with reproductive and productive functions we identified for the productive biological type. In chapter 4, four statistical methods were implemented to detect genomic regions under selective pressure using whole-genome re-sequencing data from Gir (GIR, n=13), Caracu Caldeano (CAR, n=12), Crioulo Lageano (CRL, n=12), and Pantaneiro (PAN, n=12) cattle breeds. Within-population (CLR and iHS) and cross-population statistics (FST and XPEHH) were combined separately in a single score using the de-correlated composite of multiple signals (DCMS) method, and putative sweep regions were revealed by assessing the top 1% of the empirical distribution generated by each DCMS statistic. The signatures of selection identified herein provided a comprehensive set of putative candidate genes together with QTLs disclosing cattle production traits and adaptation to the challenging environment in which these breeds have been exposed. In chapter 5, the read depth-based method implemented in CNVnator was used for copy number variants (CNV) calling on re sequenced data (~14.07 X) from CAR (n=12), CRL (n=12), and PAN (n=12) cattle breeds. CNV regions (CNVRs) were identified by overlapping individual CNVs within each breed. The functional annotation of the CNVRs revealed variants with high consequence on protein sequence harboring relevant genes with functions strongly linked to environmental resilience (i.e., BOLA-DQB, BOLA-DQA5, CD1A, -defensins, PRG3, and ULBP21). Enrichment analysis based on the gene list retrieved from the CNVRs also disclosed over-represented terms (p<0.01) greatly associated with immunity and cattle resistance to harsh environments. Our findings improve the knowledge about the genome biology of such cattle breeds and provide candidate genes and genomic regions encompassing relevant traits as well as useful information for future conservation, association, or selection approaches.