Phenotypic plasticity in adults of Anticarsia gemmatalis exposed to sub-doses of Bt-based bioinsecticide

Abstract Anticarsia gemmatalis Hünber, 1818 is one of the main defoliating species in the soybean crop. Bacillus thuringiensis Berliner, 1915, is a bacterium used in the biological control of this pest species. Resistant populations and their sublethal effects caused by the use of the bacteria have already been reported; however, there are no studies on phenotypic plasticity in adulthood exposed to Bt-based bioinsecticide sub-doses. This study aimed to evaluate the morphometry of A. gemmatalis adults under laboratory conditions submitted to the Bt-based bioinsecticide Dipel® over the three generations. The body segments mensuread were width, length, and area of the anterior and posterior wings, the weight of the integument, chest, abdomen, wings, and the whole adult of males and females. Among the treatments, LC5 in the first generation and LC10 in the second generation were those with lower thresholds in relation to the weight of the chest and abdomen, considering the proportions of the body smaller than the females. The females weight adulthood was reduced by 10% about males, and, only in the first generation. Males have larger body size and more pronounced phenotypic plasticity than females. Here, we demonstrate the first study assessing the phenotypic plasticity of A. gemmatalis adults.

Resumo Anticarsia gemmatalis Hünber, 1818 é uma das principais espécies desfolhadoras da cultura da soja. Bacillus thuringiensis Berliner, 1915, é uma bactéria utilizada no controle biológico dessa espécie de praga. Populações resistentes e seus efeitos subletais causados pelo uso da bactéria já foram relatados, no entanto, não há estudos sobre a plasticidade fenotípica na idade adulta exposta a subdoses de bioinseticida à base de Bt. Este trabalho teve como objetivo avaliar a morfometria de adultos de A. gemmatalis em condições de laboratório submetidos ao bioinseticida Dipel® ao longo de três gerações. Os segmentos corporais mensuráveis eram largura, comprimento e área das asas anterior e posterior, o peso do tegumento, tórax, abdômen, asas e todo o adulto de machos e fêmeas. Dentre os tratamentos, CL5 na primeira geração e CL10 na segunda geração foram aqueles com limiares mais baixos em relação ao peso do tórax e abdômen, considerando as proporções do corpo menores que as do sexo feminino. O peso da fêmea na idade adulta foi reduzido em 10% em relação aos machos e, apenas na primeira geração. Os machos têm tamanho corporal maior e plasticidade fenotípica mais pronunciada do que as fêmeas. Este estudo demonstra o primeiro estudo avaliando a plasticidade fenotípica de adultos de A. gemmatalis.

Phenotypic plasticity in adults of Anticarsia gemmatalis exposed to sub-doses of Bt-based bioinsecticide / Plasticidade fenotípica morfométrica em adultos de Anticarsia gemmatalis Hübner, 1818 expostos a subdoses de Bacillus thuringiensis Berliner, 1911

Anticarsia gemmatalis Hünber, 1818 is one of the main defoliating species in the soybean crop. Bacillus thuringiensis Berliner, 1915, is a bacterium used in the biological control of this pest species. Resistant populations and their sublethal effects caused by the use of the bacteria have already been reported; however, there are no studies on phenotypic plasticity in adulthood exposed to Bt-based bioinsecticide sub-doses. This study aimed to evaluate the morphometry of A. gemmatalis adults under laboratory conditions submitted to the Bt-based bioinsecticide Dipel® over the three generations. The body segments mensuread were width, length, and area of the anterior and posterior wings, the weight of the integument, chest, abdomen, wings, and the whole adult of males and females. Among the treatments, LC5 in the first generation and LC10 in the second generation were those with lower thresholds in relation to the weight of the chest and abdomen, considering the proportions of the body smaller than the females. The female's weight adulthood was reduced by 10% about males, and, only in the first generation. Males have larger body size and more pronounced phenotypic plasticity than females. Here, we demonstrate the first study assessing the phenotypic plasticity of A. gemmatalis adults.

Anticarsia gemmatalis Hünber, 1818 é uma das principais espécies desfolhadoras da cultura da soja. Bacillus thuringiensis Berliner, 1915, é uma bactéria utilizada no controle biológico dessa espécie de praga. Populações resistentes e seus efeitos subletais causados pelo uso da bactéria já foram relatados, no entanto, não há estudos sobre a plasticidade fenotípica na idade adulta exposta a subdoses de bioinseticida à base de Bt. Este trabalho teve como objetivo avaliar a morfometria de adultos de A. gemmatalis em condições de laboratório submetidos ao bioinseticida Dipel® ao longo de três gerações. Os segmentos corporais mensuráveis eram largura, comprimento e área das asas anterior e posterior, o peso do tegumento, tórax, abdômen, asas e todo o adulto de machos e fêmeas. Dentre os tratamentos, CL5 na primeira geração e CL10 na segunda geração foram aqueles com limiares mais baixos em relação ao peso do tórax e abdômen, considerando as proporções do corpo menores que as do sexo feminino. O peso da fêmea na idade adulta foi reduzido em 10% em relação aos machos e, apenas na primeira geração. Os machos têm tamanho corporal maior e plasticidade fenotípica mais pronunciada do que as fêmeas. Este estudo demonstra o primeiro estudo avaliando a plasticidade fenotípica de adultos de A. gemmatalis.

Isolation and identification of Lactobacillus paracasei and Bacillus subtilis in goose feces / 中国生物制品学杂志

@#Objective To isolate and identify Lactobacillus paracasei and Bacillus subtilis from feces of northern white geese.Methods Lactobacillus paracasei and Bacillus subtilis,numbered S00834-8 and IS00439-2 respectively,were isolated from feces of 30 52-week-old northern white geese and cultured in specific medium,and identified by 16S DNA sequencing. The two strains were cultured for different time duration(0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,36 and 48 h),at different temperature(34,36,37,38 and 40 ℃)and pH(5. 5,6. 0,6. 5,7. 0,7. 5 and 8. 0). The growth characteristics of the strains were evaluated according to the A600values measured by UV-Vis spectrophotometer. At the same time,the acid and bile salt tolerance(pH 2. 0,2. 5,3. 0,3. 5 and 7. 0,bile salt concentration 0,0. 3%,0. 5%,1. 0% and 1. 5%)and the antibiotic tolerance were tested. Results The strains S00834-8 and IS00439-2 were Lactobacillus paracasei subspecies tolerance H and Bacillus subtilis KA9,respectively. The strain S00834-8 cultured under the optimum condition of the culture medium with pH 6. 0,at 37 ℃,for 12 h,had good bile resistance and gastric acid resistance,which was moderately susceptible to piperacillin,norfloxacin,amikacin,gentamicin and tetracycline,and susceptible to levofloxacin,streptomycin and chloramphenicol. The strain IS00439-2 best cultured in the culture medium with pH 7. 5,at 36 ℃,for 8 h,showed good bile resistance and gastric acid resistance,which was moderately sensitive to levofloxacin and tetracycline,while sensitive to piperacillin,norfloxacin,streptomycin and chloramphenicol. Conclusion Goose-derived Lactobacillus paracasei subspecies tolerance H and Bacillus subtilis KA9 have good acid resistance and bile salt resistance,which are expected to be candidate strains for goose-derived microecological preparations.

Use of probiotics in the catfish Sorubim cuspicaudus larviculture

Sorubim cuspicaudus, a migratory catfish distributed in the Magdalena, Sinú, and Catatumbo river basins, is categorized as vulnerable to extinction. Production of fingerlings in controlled environments stands as a strategic conservation approach, and larviculture is a critical phase in rearing this species. Probiotics are used for improvement in the critical stages of fingerling production. The study aimed to evaluate the use of probiotics (Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis) during the larviculture phase of S. cuspicaudus. Larvae at 42 hours post-hatching (1.5±0.1mg, total length 5.7±0.4mm) were treated with four levels of probiotic inclusion in the water: 0, 5, 10, and 20ppm for 22 days. Water quality remained within suitable ranges for neotropical catfish species larviculture and the parameters assessed were weight gain (Gw), length gain (Gl), specific growth rate (G), survival rate (S), stress resistance (Sr), intestinal fold length (LF), and colony-forming units (CFU) count. Results showed higher Gl (22.23±3.5mm), Gw (40.0±12.6mg), G (14.9±1.5%/day), LP (205±72.7µm), and CFU (118.7±80.9) were found at 20 ppm (p0.05). The findings of this study suggest that probiotics (Bacillus subtilis and Bacillus licheniformis) could be used as an alternative to advance in the S. cuspicaudus larviculture.

Sorubim cuspicaudus, un bagre migratorio distribuido en las cuencas de los ríos Magdalena, Sinú y Catatumbo, se encuentra catalogado como una especie vulnerable a la extinción. La producción de alevinos en ambientes controlados es considerada como una estrategia crucial para su conservación, y la larvicultura es una fase crítica en la cría de esta especie. Para mejorar esta fase crítica de producción de alevinos se utilizan probióticos. El estudio tenía como objetivo evaluar el uso de probióticos (Bacillus subtilis y Bacillus licheniformis) durante la fase de larvicultura de S. cuspicaudus. Las larvas, a las 42 horas post eclosión (1,5±0,1mg, longitud total 5,7±0,4mm) fueron tratadas con cuatro niveles de inclusión de probióticos en el agua: 0, 5, 10 y 20ppm durante 22 días. La calidad del agua se mantuvo dentro de los rangos adecuados para la larvicultura de especies neotropicales de bagre y los parámetros evaluados fueron el aumento de peso (Gw), el aumento de longitud (GL), la tasa específica de crecimiento (G), la tasa de supervivencia (S), la resistencia al estrés (Sr), la longitud del pliegue intestinal (LF) y el recuento de unidades formadoras de colonias (UFC). Los resultados mostraron mayores GL (22,23±3,5 mm), Gw (40,0±12,6 mg), G (14,9±1,5%/día), LP (205±72,7 µm) y UFC (118,7±80,9) a 20 ppm (p0,05). Los resultados de este estudio sugieren que los probióticos (Bacillus subtilis y Bacillus licheniformis) podrían utilizarse como alternativa para avanzar en la larvicultura de S. cuspicaudus.

Enterotoxigenic profiles and submerged and interface biofilms in Bacillus cereus group isolates from foods / Perfiles enterotoxigénicos y biopelículas de superficie y sumergidas en aislados del grupo Bacillus cereus de alimentos

Abstract Biofilm formation by Bacillus cereus strains is now recognized as a systematic contaminaron mechanism in foods; the aim of this study was to evaluate the production of submerged and interface biofilms in strains of B. cereus group in different materials, the effect of dex-trose, motility, the presence of genes related to biofilms and the enterotoxigenic profile of the strains. We determine biofilm production by safranin assay, motility on semi-solid medium, toxin gene profiling and genes related to biofilm production by PCR in B. cereus group iso-lated from food. In this study, we observe strains used a higher production of biofilms in PVC; in the BHI broth, no submerged biofilms were found compared to phenol red broth and phenol red broth supplemented with dextrose; no strains with the ces gene were found, the enterotoxin profile was the most common the profile that includes genes for the three enterotoxins. We observed a different distribution of tasA and sipW with the origin of isolation of the strain, being more frequent in the strains isolated from eggshell. The production and type of biofilms are differential according to the type of material and culture medium used.

Resumen La formación de biopelículas por cepas de Bacillus cereus es reconocida como un mecanismo de contaminación sistemática en alimentos; el objetivo del estudio fue evaluar la producción de biopelículas sumergidas y de superficie en cepas del grupo de Bacillus cereus en diferentes materiales, el efecto de la dextrosa, la motilidad, la presencia de genes relacionados a biopelículas y el perfil enterotoxigénico de las cepas. Determinamos la producción de biopelículas por el ensayo de safranina, motilidad en medio sólido, perfil enterotoxigénico y genes relacionados a producción de biopelículas por PCR en aislados del grupo de Bacillus cereus de alimentos. En este estudio, observamos en las cepas utilizadas una alta producción de biopelículas en PVC; en caldo BHI, no se encontraron biopelículas sumergidas en comparación con el caldo rojo de fenol y caldo rojo de fenol suplementando con dextrosa; no se encontraron cepas con el gen ces, el perfil de enterotoxinas más común fue el perfil que incluía los genes de las tres enterotoxinas, también observamos una distribución diferente de tasA y sipW con relación al origen de la cepa, siendo más frecuente estos genes en las cepas aisladas de huevos. La producción y el tipo de biopelículas es diferente de acuerdo con el tipo de material y el medio de cultivo utilizado.

Infectious endocarditis due to Bacillus Cereus in a patient with a pacemaker: case report and literature review / Endocardite infecciosa por Bacillus Cereus em paciente portador de marcapasso: relato de caso e revisão de literatura

Introduction: Infective endocarditis (IE) is an infectious process of the cardiac endothelium, often related to the use of pacemakers and valve prostheses, which may facilitate microorganism" proliferation. Case Report: In this article, we describe the case of an 81-year-old man with infective endocarditis due to Bacillus Cereus related to the use of a pacemaker and perform a brief literature review. Discussion: Bacillus Cereus is a Gram-positive, aerobic, spore-forming, large, and generally motile bacterium that constitutes a rare cause of endocarditis, but few cases like this are described in the literature. Conclusion: Determining the etiology of IE through culture-guided methods plays a pivotal role in selecting appropriate antibiotic treatment. Maintain a high clinical suspicion for IE is paramount, especially when fever arises in patients with cardiac devices after surgical or dental procedures.

Introdução: A endocardite infecciosa é um processo infeccioso do endotélio cardíaco, muitas vezes relacionado ao uso de marca-passos e próteses valvares, que pode facilitar a proliferação de microrganismos. Relato de Caso: Neste artigo descrevemos o caso de um homem de 81 anos com endocardite infecciosa por Bacillus Cereus relacionada ao uso de marca-passo e realizamos uma breve revisão da literatura. Discussão: Bacillus Cereus é uma bactéria Gram-positiva, aeróbia, formadora de esporos, grande e geralmente móvel, que constitui uma causa rara de endocardite, com poucos casos descritos na literatura. Conclusão: A determinação da etiologia da EI através de métodos guiados por cultura desempenha um papel fundamental na seleção do tratamento antibiótico apropriado. Manter alta suspeita clínica de EI é fundamental, principalmente quando surge febre em pacientes portadores de dispositivos cardíacos após procedimentos cirúrgicos ou odontológicos.

Caracterización bioinformática y producción de L-asparaginasa de Bacillus sp. M62 aislado de las salinas de Maras, Cusco, Perú

El objetivo del estudio fue realizar la caracterización bioinformática, así como optimizar la producción de L-asparaginasa extracelular de Bacillus sp. M62 aislada de las salinas de Maras (Cusco). Para ello, se verificó la producción de L-asparaginasa mediante el viraje del medio M9 modificado con azul de bromofenol 0.0075%, pH 7.4 a 37 °C por 72 h. A la vez, se extrajo el ADN genómico para amplificar los genes ribosómicos 16S y el gen ansA3. La secuencia aminoacídica codificada por el gen ansA3 se predijo mediante análisis bioinformático. La producción de L-asparaginasa intracelular y extracelular se evaluó a diferentes niveles de glucosa, L-asparagina, NaCl y pH en el medio M9 modificado. Adicionalmente, las actividades enzimáticas de L-asparaginasa y L-glutaminasa se determinaron mediante cuantificación del amonio liberado por el método de Nessler. Así, Bacillus sp. M62 produjo el viraje del medio M9 modificado, obtuvo alta similitud y cercanía evolutiva con Bacillus licheniformis, se encontró que el gen ansA3 amplificado codificaba para 319 aa, dentro de la cual se predijo una secuencia patrón del sitio activo (GFVITHGTDTM ) y 15 sitios inmunogénicos. La producción de L-asparaginasa extracelular fue superior a la intracelular, la que se optimizó de 0.37 U/mL (0.24 U/mg) a 2.15 ± 0.39 U/mL (0.63 U/mg). Finalmente, se encontró que Bacillus sp. M62 presenta L-asparaginasa extracelular con mínima actividad de L-glutaminasa.

The aim of this study was to perform bioinformatics characterization and optimize the production of extracellular L-asparaginase from Bacillus sp. M62, isolated from the Maras salt ponds (Cusco). To achieve this, the production of L-asparaginase was verified by the change in color of modified M9 medium, containing 0.0075% bromophenol blue, at pH 7.4 and 37°C for 72 hours. Genomic DNA was extracted to amplify the 16S ribosomal genes and the ansA3 gene. The amino acid sequence encoded by the ansA3 gene was predicted using bioinformatic analysis. The production of intracellular and extracellular L-asparaginase was evaluated at different levels of glucose, L-asparagine, NaCl, and pH in modified M9 medium. Additionally, the enzymatic activities of L-asparaginase and L-glutaminase were determined by quantifying the released ammonium using the Nessler method. Bacillus sp. M62 showed the change in color of the modified M9 medium, high similarity, and evolutionary closeness to Bacillus licheniformis. The amplified ansA3 gene was found to encode for 319 amino acids, with a predicted active site pattern (GFVITHGTDTM) and 15 immunogenic sites. The production of extracellular L-asparaginase was found to be higher than intracellular L-asparaginase and was optimized from 0.37 U/mL (0.24 U/mg) to 2.15 ± 0.39 U/mL (0.63 U/mg). Finally, it was found that Bacillus sp. M62 presents extracellular L-asparaginase with minimal L-glutaminase activity.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt / Bacillus subtilis P10 endofítico de Prunus cerasifera como agente de biocontrole contra murcha de Verticillium de tomate

Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

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.

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

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

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

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt

Abstract Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

Resumo As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

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.

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

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

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

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Endophytic Bacillus subtilis P10 from Prunus cerasifera as a biocontrol agent against tomato Verticillium wilt / Bacillus subtilis P10 endofítico de Prunus cerasifera como agente de biocontrole contra murcha de Verticillium de tomate

Abstract Endophytic bacteria serve key roles in the maintenance of plant health and growth. Few studies to date, however, have explored the antagonistic and plant growth-promoting (PGP) properties of Prunus cerasifera endophytes. To that end, we isolated endophytic bacteria from P. cerasifera tissue samples and used a dual culture plate assay to screen these microbes for antagonistic activity against Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum, and F. moniliforme. Of the 36 strains of isolated bacteria, four (strains P1, P10, P16, and P20) exhibited antagonistic effects against all five model pathogens, and the P10 strain exhibited the strongest antagonistic to five pathogens. This P10 strain was then characterized in-depth via phenotypic assessments, physiological analyses, and 16s rDNA sequencing, revealing it to be a strain of Bacillus subtilis. Application of a P10 cell suspension (1×108 CFU/mL) significantly enhanced the seed germination and seedling growth of tomato in a greenhouse setting. This P10 strain further significantly suppressed tomato Verticillium wilt with much lower disease incidence and disease index scores being observed following P10 treatment relative to untreated plants in pot-based experiments. Tomato plants that had been treated with strain P10 also enhanced defense-related enzymes, peroxidase, superoxide dismutase, and catalase activity upon V. dahliae challenge relative to plants that had not been treated with this endophytic bacterium. The results revealed that the P10 bacterial strain has potential value as a biocontrol agent for use in the prevention of tomato Verticillium wilt.

Resumo As bactérias endofíticas desempenham papel fundamental na manutenção da saúde e do crescimento das plantas. Poucos estudos até o momento, no entanto, exploraram as propriedades antagônicas e promotoras de crescimento de plantas (PGP) de endófitos de Prunus cerasifera. Para esse fim, isolamos bactérias endofíticas de amostras de tecido de P. cerasifera e usamos um ensaio de placa de cultura dupla para rastrear esses micróbios quanto à atividade antagonista contra Verticillium dahliae, Botryosphaeria dothidea, Fusarium oxysporum, F. graminearum e F. moniliforme. Das 36 cepas de bactérias isoladas, quatro (cepas P1, P10, P16 e P20) exibiram efeitos antagônicos contra todos os cinco patógenos modelo, e a cepa P10 exibiu o antagonista mais forte para cinco patógenos. Essa cepa P10 foi então caracterizada em profundidade por meio de avaliações fenotípicas, análises fisiológicas e sequenciamento de rDNA 16s, revelando ser uma cepa de Bacillus subtilis. A aplicação de uma suspensão de células P10 (1 × 108 UFC / mL) aumentou significativamente a germinação das sementes e o crescimento das mudas de tomate em casa de vegetação. Essa cepa P10 suprimiu ainda mais a murcha de Verticillium do tomate com incidência de doença muito menor e pontuações de índice de doença sendo observadas após o tratamento com P10 em relação a plantas não tratadas em experimentos baseados em vasos. As plantas de tomate que foram tratadas com a cepa P10 também aumentaram as enzimas relacionadas à defesa, peroxidase, superóxido dismutase e atividade da catalase após o desafio de V. dahliae em relação às plantas que não foram tratadas com essa bactéria endofítica. Os resultados revelaram que a cepa bacteriana P10 tem valor potencial como agente de biocontrole para uso na prevenção da murcha de Verticillium em tomate.

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.

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

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

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

Prokaryotic expression and biological activities of the hemolysin BL subunit of a pathogenic Bacillus cereus of cattle origin / 生物工程学报

Bacillus cereus belongs to Gram-positive bacteria, which is widely distributed in nature and shows certain pathogenicity. Different B. cereus strains carry different subsets of virulence factors, which directly determine the difference in their pathogenicity. It is therefore important to study the distribution of virulence factors and the biological activity of specific toxins for precise prevention and control of B. cereus infection. In this study, the hemolysin BL triayl was expressed, purified, and characterized. The results showed that the bovine pathogenic B. cereus hemolysin BL could be expressed and purified in the prokaryotic expression system, and the bovine pathogenic B. cereus hemolysin BL showed hemolysis, cytotoxicity, good immunogenicity and certain immune protection in mice. In this study, the recombinant expression of hemolysin BL triayl was achieved, and the biological activity of hemolysin BL of bovine pathogenic ceroid spore was investigated. This study may facilitate further investigating the pathogenic mechanism of B. cereus hemolysin BL and developing a detection method for bovine pathogenic B. cereus disease.