RESUMO
Abstract Background: Rumen microorganisms have developed a series of complex interactions, representing one of the best examples of symbiosis between microorganisms in nature. Conventional taxonomic methods based on culture techniques are being replaced by molecular techniques that are faster and more accurate. Objective: To characterize rumen bacterial diversity of Nellore steers grazing on tropical pastures by sequencing the 16S rRNA gene using Illumina sequencing. Methods: Three rumen-cannulated Nellore steers were used. The liquid and solid fractions of the rumen contents were processed to extract metagenomic DNA, and the V1 and V2 hypervariable regions of the 16S rRNA gene were sequenced using Illumina sequencing. Results: A total of 11,407,000 reads of adequate quality were generated, and 812 operational taxonomic units (OTUs) were found at the species level. Twenty-seven phyla were identified, and the predominant phyla were Firmicutes (23%), Bacteroidetes (14%), Proteobacteria (10%), Spirochaetes (9%), Fibrobacteres (7%), Tenericutes (5%), and Actinobacteria (2%), which represented 70% of the total phyla identified in the rumen content. Conclusion: Rumen environment in grazing Nellore steers showed high bacterial diversity, with Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Spirochaetes, and Fibrobacteres as the predominant phyla.
Resumen Antecedentes: Los microorganismos ruminales han desarrollado una serie de interacciones complejas que representan uno de los mejores ejemplos de simbiosis entre microorganismos en la naturaleza. Los métodos taxonómicos tradicionales basados en técnicas de cultivo están siendo reemplazados por técnicas moleculares debido a su mayor velocidad y precisión. Objetivo: Caracterizar la diversidad bacteriana ruminal de novillos Nelore mantenidos en pasturas tropicales mediante la secuenciación del gen 16S RNA utilizando la plataforma de secuenciación Illumina. Métodos: Se utilizaron tres novillos Nelore fistulados en el rumen. Las fracciones líquida y sólida del contenido ruminal fueron procesadas para la extracción del DNA meta genómico y las regiones hipervariables V1 y V2 del gen 16S rRNA fueron secuenciadas usando la plataforma Illumina. Resultados: En total, se generaron 11.407.000 lecturas de calidad adecuada, y en el nivel de especie se encontraron 812 unidades taxonómicas operacionales (OTUs). Se identificaron veintisiete filos, predominantemente Firmicutes (23%), Bacteroidetes (14%), Proteobacteria (10%), Spirochaetes (9%), Fibrobacteres (7%), Tenericutes (5%) y Actinobacteria (2%), los cuales representaron el 70% de los filos identificados en el contenido ruminal. Conclusión: El ambiente ruminal de novillos Nelore en pastoreo presenta una alta diversidad de bacterias, con dominancia de los filos Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Spirochaetes y Fibrobacteres .
Resumo Antecedentes: Os microrganismos ruminais têm desenvolvido uma serie de complexas interações que representam um dos melhores exemplos de simbiose entre microrganismos na natureza. Os métodos taxonômicos tradicionais baseados em métodos de cultura vêm sendo substituídos por técnicas moleculares que apresentam maior velocidade a acurácia. Objetivo: Caracterizar a diversidade bacteriana ruminal em novilhos Nelore mantidos em pastagens tropicais mediante o sequenciamento do gene 16S rRNA utilizando a plataforma de sequenciamento Illumina. Métodos: Foram utilizados três novilhos Nelore fistulados no rúmen. A fração liquida e solida do conteúdo ruminal foram processadas para extrair o DNA metagenômico, e as regiões hipervariáveis V1 e V2 do gene 16S rRNA foram sequenciadas na plataforma Illumina. Resultados: No total foram geradas 11.407.000 leituras de qualidade adequada, e 812 unidades taxonomicas operacionais (OTUs) foram identificadas no nível de espécie. Foram identificados 27 filos, e houve predominância de Firmicutes (23%), Bacteroidetes (14%), Proteobacteria (10%), Spirochaetes (9%), Fibrobacteres (7%), Tenericutes (5%) e Actinobacteria (2 %), os quais representaram 70% dos filos identificados a partir do rúmen bovino. Conclusão: O ambiente ruminal em novilhos Nelore em pastejo apresentou alta diversidade bacteriana, com Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria, Spirochaetes e Fibrobacteres como filos predominantes.
RESUMO
Ferro (Fe) é um elemento essencial e a capacidade de adquiri-lo in vivo têm sido descrita em diversos agentes patogênicos através de fatores de virulência. Análises de transcritos durante a privação de Fe tem sido descritos através da técnica de "microarray", entretanto a técnica de RNA-seq recentemente tem demonstrado resultados superiores. Neste trabalho, o isolado de Pasteurella multocida (Pm 16759) altamente patogênico em suínos foi cultivado em duas condições com diferentes concentrações de Fe (controle e privação) com o objetivo de analisar transcritos diferencialmente expressos. O RNA total das duas condições foi extraído e sequenciado através da plataforma de nova geração Ion Torrent. Os dados foram analisados no Software Ion Reporter(tm) e processados no programa Rockhopper. Foram obtidas 1.341.615 leituras com tamanho médio de 81pb, com 96% de alinhamento com o genoma de Pasteurella multocida subsp. multocida 3480 e 98,8% de acurácia. No mapeamento das leituras das duas condições, observou-se 2,652 transcritos e destes, 177 (6,7%) foram diferencialmente expressos, sendo 93 na condição controle (Fe+) e 84 na condição de privação (Fe-). Na condição de privação de Fe, o perfil de transcritos foram associados a função de transporte celular (fbp ABC, permease de alta afinidade com Fe2+/Pb2+ e proteína periplasmática de alta afinidade com Fe2+ ), reguladores transcricionais e proteínas hipotéticas. O perfil na condição controle (Fe+) apresentou transcritos diferencialmente expressos associados ao RNAs anti-sense (asRNA) e genes do metabolismo energético (fructose-1,6-bisfosfatase). O estudo comprovou que a restrição de Fe aumenta a expressão de genes envolvidos no transporte celular, reguladores transcricionais, proteínas hipotéticas e desconhecidas e permitiu ainda a identificação de novos genes como a permease de alta afinidade com Fe2+/Pb2+ e proteina periplasmática de alta afinidade com Fe2+ , que configuram uma possível via alternativa de absorção de Fe.(AU)
Iron (Fe) is an essential element and the ability to acquire it in vivo has been described in several pathogens as virulence factors. Global analyses of transcripts during iron deprivation have been described by microarray studies, however recently RNA-seq analysis showed superior results. The high pathogenic swine strain of Pasteurella multocida (BRMSA 1113) was grown in two conditions with different concentrations of Fe (control and deprivation) in order to analyze the differentially expressed transcripts. The total RNA of the two conditions was extracted and sequenced by new generation Ion Torrent plataform. Data were analyzed in Ion Reporter(tm) Software and processed in Rockhopper software. Sequence analysis shows 1,341,615 readings with median length of 81pb, with 96% of alignment to the reference genome Pasteurella multocida strain 3489, and 98.8% accuracy. Reads mapping to genome of P. multocida in these two conditions detected 2,652 transcripts, which 177 (6.7%) were differentially expressed, with 93 in the control condition (Fe+) and 84 provided with iron deprivation condition (Fe-). In condition (Fe-), differential expressed transcript profile were associated to function of cellular transport (fbpABC, high-affinity Fe2+/Pb2+ permease and periplasmic protein probably involved in hight-affinity Fe2+ ), transcptional regulators and hypothetical proteins. The control condition (Fe+) shows differential expressed transcripts profile associated to RNA anti-sense (asRNA) energetic metabolism genes (fructose-1,6-bisphosphatase). The study showed that the Fe restriction increases the expression of genes involved in cellular transport, transcriptional regulators, hypothetical and unknown proteins, and also allowed the identification of High-affinity Fe2+/Pb2+ permease e Periplasmic protein probably involved in high-affinity Fe2+, that constitute a possible alternative route for Fe absorption.(AU)