Biosíntesis inducida de fengicina y surfactina en una cepa de Bacillus amyloliquefaciens con actividad oomiceticida sobre zoosporas de Phytophthora capsica / Induced biosynthesis of fengycin and surfactin in a strain of Bacillus amyloliquefaciens with oomyceticidal activity on zoospores of Phytophthora capsici

Resumen La aplicación de metabolitos antimicrobianos biosintetizados por especies de Bacillus es una alternativa potencial para controlar Phytophthora capsici (P. capsici) en hortalizas y podría evitar el uso de productos químicos con acción oomiceticida. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la adición al medio de cultivo de distintos agentes (ácido glutámico, hierro, celulosa, quitina y células inactivas de Colletotrichum spp.) sobre la biosíntesis de lipopéptidos en Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 y examinar la capacidad oomiceticida de dichos compuestos in vitro sobre las zoosporas de P. capsici. Los lipopéptidos identificados y cuantificados por cromatografía en capa fina de alta resolución (HPTLC) en los extractos crudos fueron fengicina y surfactina. El cultivo bacteriano adicionado con células inactivas de Colletotrichum spp. demostró la mayor biosíntesis de lipopéptidos: 1.847,02 ±11,8 pg/mL de fengicina y 2.563,45 ± 18,4 pg/mL de surfactina. Los tratamientos con menor producción de estos lipopéptidos fueron aquellos a los que se añadió hierro (608,05 ± 22,6 pg/mL de fengicina y 903,74 ±22,1 pg/mL de surfactina) o celulosa (563,31 ±11,9 y 936,96 ±41,1 pg/mL, igual orden). El extracto con los lipopéptidos presentó una inhibición del 100% en la germinación de zoosporas de P. capsici, se observó enquistamiento, malformaciones en el tubo germinal y degradación celular. Se concluye que los lipopéptidos producidos por B. amyloliquefaciens KX953161.1 podrían contribuir al control de P. capsici, sin embargo, se requieren más estudios a fin de elucidar el modo de acción biológica de estos compuestos y optimizar el perfil de producción y el rendimiento.

Abstract A potential alternative to the use of chemical products with oomyceticidal action for the control of Phytophthora capsici in vegetables is the use of antimicrobial metabolites, biosynthesized in Bacillus species. The objective of this study was to induce the biosynthesis of lipopeptides in Bacillus amyloliquefaciens KX953161.1 by using glutamic acid, iron, cellulose, chitin, or inactive Colletotrichum spp. cells. The in vitro oomyceticidal effect of the bacterial lipopeptides on zoospores of Phytophthora capsici was evaluated. The lipopeptides identified and quantified in the crude extracts by high performance thin layer chromatography (HPTLC) were fengycin and surfactin. The bacterial culture with inactive fungal cells yielded the greatest biosynthesis of lipopeptides, at 1847.02± 11.8 and 2563.45± 18.4 pg/ml of fengycin and surfactin, respectively and the treatments that obtained lower production of these lipopepti-des, were those to which iron and cellulose were added with 608.05 ± 22.6 and 903.74± 22.1; 563.31± 11.9 and 936.96± 41.1 pg/ml for fengicin and surfactin, respectively. The lipopeptide extracted showed 100% germination inhibition on zoospores of P. capsici, revealing encystment, malformations in the germ tube and cellular degradation. Lipopeptides have the potential to control P. capsici; however, the biosynthesis of these lipopeptides requires further study to determine their biological mode of action and optimize lipopeptide performance and profile.

Pythiosis in cattle in Northeastern Brazil / Pitiose em bovinos no Nordeste do Brasil

The epidemiological, clinical and pathological aspects of cutaneous pythiosis occurring in cattle from three farms in the Northeastern of Brazil are described. A biopsy of the lesions of one bovine from each farm was performed. In two cases, the affected cattle had contact with water accumulated in dams during the dry season in the semiarid region. Another case occurred in the coastal tropical region in cattle grazing around irrigation channels. Clinically, lesions were observed mainly on the skin of the thoracic and/or pelvic limbs, characterized by flat and irregular ulcerated areas or nodules of varying sizes, some with fistulous tracts penetrating deep into the subcutaneous tissue. In one case the regional lymph nodes were affected. Histologically, in all cases, pyogranulomatous dermatitis associated with negative hyphae images, in hematoxylin-eosin stained sections, were observed. In sections stained by Grocott methenamine silver, the hyphae measured 2-8μm and had irregular ramifications and rare septations. Immunohistochemistry technique demonstrated strong immunolabeling for Pythium insidiosum. Pythiosis should be included in the differential diagnosis of dermatopathies in cattle in the Northeastern of Brazil.(AU)

Descrevem-se os aspectos epidemiológicos, clínicos e patológicos da pitiose cutânea em bovinos de três propriedades do Nordeste do Brasil. Uma biópsia das lesões de um bovino de cada propriedade foi realizada. Em dois casos, os bovinos afetados tiveram acesso à água acumulada em açudes durante a estação seca da região semiárida. O outro bovino acometido estava a pastoreio próximo a canais de irrigação na região litorânea. Clinicamente, as lesões foram observadas principalmente na pele dos membros torácicos e/ou pélvicos e caracterizavam-se por áreas planas e irregulares de ulceração ou nódulos de tamanhos variados, alguns com trajetos fistulosos penetrando profundamente no tecido subcutâneo. Em um caso, os linfonodos regionais foram afetados. Histologicamente, em todos os casos, observou-se dermatite piogranulomatosa associada a imagens negativas de hifas, em secções corados por hematoxilina e eosina. Em seções coradas por metenamina de prata de Grocott, as hifas mediam 2-8μm e possuíam ramificações irregulares com raras septações. A imuno-histoquímica demonstrou forte imunomarcação para Pythium insidiosum. A pitiose deve ser incluída como diagnóstico diferencial de dermatopatias de bovinos no Nordeste do Brasil.(AU)

Culture medium and inoculation methodology for the study of soft root rot caused by Phytopythium sp / Meio de cultura e metodologia de inoculação para o estudo da podridão mole de raízes causada por Phytopythium sp

ABSTRACT: Cassava (Manihot esculenta Crantz) is an important crop in Brazil and Pará is the major producer of roots. High temperature and humidity of tropical regions favor the development of various diseases, among them the cassava root rot. The objective of this study was to evaluate the effect of luminosity and culture medium on the mycelial growth and sporulation of Phytopythium sp. associated with different methods of inoculation on cassava roots. In vitro tests for pathogen growth were established in a 2 x 6 factorial design (luminosity x culture medium) with five replicates and the means were compared by t test (P≤0.05). The culture medium containing sweet cassava root produced greater mycelial development and higher pathogen sporulation and it was the most suitable medium for pathogen culture. The culture under absence of light generated better mycelial growth than culture under 12 hour of light. Regarding the type of inoculation, the response was better when deeper injuries were induced.

RESUMO: A mandioca (Manihot esculenta Crantz) é uma importante cultura para o Brasil, onde o Pará é o principal produtor de raízes. Regiões tropicais com alta umidade e temperatura favorecem o desenvolvimento de diversas doenças, como as podridões de raiz. O presente estudo tem como objetivo avaliar o efeito da luminosidade e de meios de cultura no crescimento micelial e na esporulação de Phytopythium sp. e analisar métodos de inoculação do patógeno em raízes de mandioca destacadas. Os ensaios in vitro foram instalados em esquema fatorial 2x6 (luminosidade x meio de cultura), com cinco repetições e as médias comparadas pelo teste t (p≤0,05). O meio de cultura contendo raiz de mandioca mansa proporcionou maior desenvolvimento micelial e maior esporulação do patógeno e é o mais adequado para o cultivo do patógeno. O cultivo sob ausência de luz gerou melhor crescimento micelial do que o cultivo sob 12 horas de luz. Quanto ao tipo de inoculação, a resposta foi melhor nas raízes que obtiveram ferimentos mais profundos.

Isolation of Saprolegnia aenigmatica oomycetes and protocol for experimental infection of pacu (Piaractus mesopotamicus) / Isolamento do oomiceto Saprolegnia aenigmatica e protocolo de infecção experimental em pacu (Piaractus mesopotamicus)

Successful disease treatment depends on molecular studies under indoor conditions with experimental infection protocols that facilitate understanding the disease and the drug`s efficacy. The internal transcribed spacer (ITS) region was sequenced from three isolates, which were identified as Saprolegnia aenigmatica. Subsequently, healthy fish were immunosuppressed with dexamethasone (1.2 mg kg-1) and descaled to the skin using a sharp scalpel. These individuals were isolated in individual aquariums maintained at 22°C. Individuals in one group were subcutaneously inoculated with 9,000 zoospores (DDZ treatment), a second group was exposed to oomycetes in water with three colonized baits (DDB), a third group was maintained in water without zoospores (DD), and a control group (C) consisted of healthy animals. After 48 and 96 hours, two animals from each group were euthanized for fungal reisolation. The fish from groups DD and C did not show clinical signs, and no oomycetes were isolated. The animals from the DDZ and DDB groups showed cotton-wool-like masses on the skin, and S. aenigmatica was re-isolated. Thus, for infection using zoospores or baits parasitized by S. aenigmatica, an immunosuppressor (dexamethasone) and a sharp scalpel can be used effectively to establish an experimental infection in P. mesopotamicus.

O sucesso do tratamento de uma enfermidade depende do estudo de moléculas em condições de laboratório por meio de protocolos de infecção experimental que viabilizam a compreensão da doença e da eficácia dos fármacos. Pela sequência ITS foram identificadas três cepas de Saprolegnia aenigmatica. Dessa forma, pacus sadios foram submetidos à imunossupressão com dexametasona (1,2 mg kg-1), esfoliados com auxílio de bisturi e distribuídos em aquários a 22ºC. Após este procedimento, um grupo de animais foi inoculado com 9.000 zoósporos/peixe subcutâneo (DEZ), a outro foram adicionadas três iscas colonizadas com o oomiceto na água (DEI), um terceiro grupo foi mantido sem contato com o oomiceto (DE) e um quarto grupo, de animais sadios, representaram o controle (C). Após 48 e 96h deste procedimento, foram eutanaziados animais de cada grupo para reisolamento. Os animais do grupo DE e C não apresentaram sinais clínicos e não foi reisolado o oomiceto. Porém, tanto os animais do grupo DEZ quanto como os animais do grupo DEI apresentaram micélio branco na pele e foi reisolado Saprolegnia aenigmatica. Assim, a infecção com zoósporos ou com iscas colonizadas por S. aenigmatica, com o uso de dexametasona e abrasivo epitelial são formas eficazes de infecção experimental em P. mesopotamicus.

Isolamento e caracterização de espécies de Pythium de ambientes aquáticos no Estado do Rio Grande do Sul e avaliação da patogenicidade em modelo experimental / Isolation and characterization of Pythium species from swampy areas in the Rio Grande do Sul, Brazil, and evaluation of pathogenicity in an experimental model

Foram coletadas 186 amostras de água de ambientes pantanosos em 13 municípios das regiões Sul, Central e Oeste do Rio Grande do Sul, Brasil, com o objetivo de isolar e caracterizar espécies de Pythium e avaliar a sua patogenicidade empregando coelhos como modelo experimental. Em 11,8% (n=22) das águas coletadas foram isoladas diferentes espécies de Pythium incluindo: P. insidiosum (n=1), P. catenulatum (n=3), P. pachycaule voucher (n=1), P. rhizo-oryzae (n=3), P. torulosum (n=4) e Pythium spp. (n=10). Zoósporos desses micro-organismos foram produzidos in vitro e inoculados por via subcutânea em coelhos, os quais foram avaliados durante 45 dias. Dentre os oomicetos testados, apenas P. insidiosum evidenciou patogenicidade, causando pitiose no modelo experimental, evidenciando que, em nossas condições, apenas esta espécie de Pythium é patógena para mamíferos.(AU)

One hundred and eighty-six water samples from swampy areas were collected in 13 municipalities of South, Central and West regions of Rio Grande do Sul, Brazil, in order to isolate and characterize Pythium species and assess their pathogenicity using rabbits as experimental model. Different Pythium species were isolated from 22 (11.8%) water samples, including P. insidiosum (n=1), P. catenulatum (n=3), P. pachycaule voucher (n=1), P. rhizo-oryzae (n=3), P. torulosum (n=4) e Pythium spp. (n=10). Zoospores of these microorganisms were produced in vitro and inoculated subcutaneously into rabbits, which were assessed over 45 days. Only P. insidiosum showed pathogenicity, causing pythiosis in the experimental model.(AU)

Pythium insidiosum: morphological and molecular identification of Brazilian isolates / Pythium insidiosum: identificação morfológica e molecular de isolados brasileiros

Pythium insidiosum is an oomycete belonging to the kingdom Stramenipila and it is the etiologic agent of pythiosis. Pythiosis is a life-threatening infectious disease characterized by the development of chronic lesions on cutaneous and subcutaneous, intestinal, and bone tissues in humans and many species of animals. The identification of P. insidiosum is important in order to implement a rapid and definitive diagnosis and an effective treatment. This study reports the identification of 54 isolates of P. insidiosum of horses, dogs and sheep that presented suspicious clinical lesions of pythiosis from different regions in Brazil, by using morphological and molecular assays. Throughout the PCR it was possible to confirm the identity of all Brazilian isolates as being P. insidiosum.

Pythium insidiosum é um oomiceto pertencente ao Reino Stramenopila e agente etiológico da pitiose, uma doença infecciosa com riscos de morte. A pitiose é caracterizada pelo desenvolvimento de lesões crônicas sobre os tecidos cutâneos, subcutâneas, intestinal e ósseo em humanos e muitas espécies de animais. A identificação de P. insidiosum é importante, a fim de se obter um diagnóstico rápido e definitivo, bem como um tratamento eficaz. Este estudo relata a identificação de 54 isolados de P. insidiosum de cavalos, cães e ovelhas que apresentavam lesões compatíveis e suspeita clínicas de pitiose, provenientes de diferentes regiões do Brasil, através de métodos morfológicos e moleculares. Através da PCR foi possível confirmar a identidade de todos os isolados brasileiros como sendo P. insidiosum.

Pythiosis: Una patología emergente en Venezuela / Pythiosis: An emergent pathology in Venezuela

La pythiosis es una enfermedad que se presenta en humanos y en otros mamíferos, tales como equinos, caninos y bovinos. El agente etiológico de esta patología es Pythium insidiosum, un oomycete acuático presente en diversas regiones geográficas del mundo. Las manifestaciones clínicas cutáneas de tipo granulomatoso y gastrointestinales son las presentaciones que predominan en animales infectados. La infección puede diseminarse hacia otros tejidos (ej., óseo y pulmonar). La pythiosis humana tiene cuatro formas clínicas de presentación: cutánea o subcutánea, vascular, ocular y ocasionalmente se presenta en localizaciones anatómica inusuales (ej., cerebro). En Venezuela se han reportado casos en caninos, bovinos y equinos. En este artículo se presenta una revisión actualizada de la literatura en relación a la epidemiología, ciclo de vida del agente etiológico, patogénesis, presentación clínica en animales y humanos, diagnóstico, tratamiento y los casos de pythiosis en Venezuela.

Pythiosis is a disease that occurs in humans and other mammals, such as horses, canines and cattle. The etiologic agent is Pythium insidiosum, an aquatic oomycete present in various geographic regions of the world. The cutaneous granulomatous form and gastrointestinal are common clinical presentations which predominate in infected animals. The infection can spread to other tissues (e.g. osseous and pulmonary). Human pythiosis has four clinical forms: cutaneous or subcutaneous, vascular, ocular and occasional anatomical sites may occur (e.g. brain). Cases in canines, bovines and equines have been reported in Venezuela. This article updated a review of the literature on the epidemiology, lifecycle of the etiological agent, pathogenesis, clinical presentation in animals and humans, diagnosis, treatment, and cases of pythiosis in Venezuela.

Pythium insidiosum Thai isolates: molecular phylogenetic analysis

Background: Pythium insidiosum is an oomycete that infects both humans and animals, leading to a life-threatening infectious disease called “pythiosis”. Animal pythiosis presents with lesions of the skin, gastrointestinal tract, lung and bone, whereas human pythiosis presents with two common clinical forms, vascular pythiosis involving arteries, and ocular pythiosis involving the eye. Pythiosis in humans has been reported exclusively from Thailand. The disease in animals has been found around the world, but its occurrence has never been reported from Thailand.Objective: To group P. insidiosum based on molecular phylogenetic analysis, investigating correlation between phylogenetic group, geographic distribution, and host specificity of this pathogen.Methods: 113 rDNA internal transcribed spacer sequences of P. insidiosum were also obtained for phylogenetic analyses. These included 32 human isolates and 59 environmental isolates from Thailand, and four additional human isolates and 18 animal isolates from around the world.Results: P. insidiosum existed in three distinct clades in accordance with geographic distribution; clade-I contained American isolates, clade-II contained Asian and Australian isolates, and clade-III contained mainly Thai isolates. The Thai isolates existed only in clade-II and clade-III.Conclusion: There were two major subpopulations of P. insidiosum in Thailand. There were no correlation between the two Thai subpopulations of P. insidiosum and geographic regions or host specificity.

Zoosporogênese in vitro entre isolados do oomiceto Pythium insidiosum / In vitro zoosporogenesis among oomycetes Pythium insidiosum isolates

Pythium insidiosum é um oomiceto aquático, responsável pela etiologia da pitiose, uma enfermidade crônica, observada freqüentemente em eqüinos. A produção de zoósporos móveis por este microrganismo se constitui no fator determinante da ocorrência da enfermidade. Este estudo avaliou a zoosporogênese e quantificou a produção de zoósporos de 32 amostras de Pythium insidiosum isoladas de eqüinos naturalmente infectados. Pythium insidiosum foi cultivado em meio Corn Meal Agar acrescido de fragmentos de grama, durante 5 dias, a 37ºC. Posteriormente, os fragmentos de grama parasitados foram incubados em Meio de Indução a 37ºC, por 24 horas. Observou-se que 16 amostras (50 por cento) produziram 20.000 zoósporos mL-1, 12 isolados (37,5 por cento) produziram acima de 20.000 zoósporos mL-1, enquanto quatro amostras (12,5 por cento) produziram menos de 20.000 zoósporos mL-1. O período de maior produção de zoósporos foi entre 6 e 8 horas de incubação. O protocolo utilizado na indução da zoosporogênese mostrou-se eficiente e representa uma importante ferramenta, tanto para a identificação do Pythium insidiosum, como para a obtenção de zoósporos em quantidades suficientes para a inoculação em animais experimentais e aplicação no desenvolvimento de testes de suscetibilidade.

Pythium insidiosum is an aquatic oomycete and the etiology of a chronic disease called pythiosis, commonly found in the skin of horses. The production of mobile zoospores by this microorganism is the determinant factor of this disease. This study evaluated the zoosporogenesis and quantification of zoospores in 32 samples of Pythium insidiosum isolated from horses with pythiosis. The assay used culture of the Pythium insidiosum in Corn Meal Agar plus grass blades for 5 days at 37ºC. The grass blades were incubated in Induction Medium at 37ºC for 24 hours. The findings showed 16 samples (50 percent) yielded 20,000 zoospores mL-1, 12 (37.5 percent) samples yielded over 20,000 zoospores mL-1 and 4 samples (12.5 percent) yielded less than 20,000 zoospores mL-1. The zoospores production was higher between 6 and 8 hours of incubation. The protocol used in the zoosporogenesis induction was efficient and represents an important tool for Pythium insidiosum identification and the attainment of zoospores in adequate amounts for inoculation in experimental animals and application in the development of susceptibility tests.