Antimicrobial activity of bacteria isolated from tissue of the coral Palythoa caribaeorum (Zoantharia: Sphenopidae) from Paraíba, Brazil coastal reefs / Actividad antimicrobiana de bacterias aisladas del tejido del coral Palythoa caribaeorum (Zoantharia: Sphenopidae) de los arrecifes costeros de Paraíba, Brasil

Abstract Introduction: The coral-associated bacteria with antimicrobial activity may be important to promote the health of their host through various interactions, and may be explored as a source of new bioactive compounds. Objective: To analyze the antimicrobial activity of bacteria associated with the zoanthid Palythoa caribaeorum from the coral reefs of Carapibus, Paraiba state, Brazil. Methods: The phylogenetic analysis of the bacteria was conducted based on partial sequences of the 16S rRNA gene using molecular and bioinformatics tools. The antimicrobial activity of the 49 isolates was tested against four bacterial strains and one yeast strain: Bacillus cereus (CCT0198), Escherichia coli (ATCC 25922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Pseudomonas aeruginosa and Candida albicans (ATCC 10231). The antibiosis and antibiogram assays were conducted and the Minimal Inhibitory Concentration (MIC) was determined by the microdilution method. Results: The bacterial isolates belonged to Firmicutes phylum (84 % of the isolates) and the Proteobacteria phylum (16 % of the isolates). Among the 49 isolates five genera were found, with the Bacillus genus being the most abundant (82 % of the isolates), followed by Vibrio (10 %), Pseudomonas (4 %), Staphylococcus (2 %) and Alteromonas (2 %). Antibiosis test revealed that 16 isolates (33 %) showed antimicrobial activity against one or more of five tested reference strains. The highest number of antagonistic bacteria were found in the Bacillus genus (12 isolates), followed by Vibrio (three isolates) and Pseudomonas (one isolate) genera. The B. subtilis NC8 was the only isolate that inhibited all tested strains in the antibiosis assay. However, antibiogram test with post-culture cell-free supernatant of NC8 isolate showed the inhibition of only B. cereus, S. aureus and C. albicans, and the lyophilized and dialyzed material of this isolate inhibited only B. cereus. The lyophilized material showed bacteriostatic activity against B. cereus, with a MIC value of 125 μg/μl, and in the cytotoxicity assay, the hemolysis value was of 4.8 %, indicating its low cytotoxicity. Conclusions: The results show the antimicrobial potential of some bacterial isolates associated with the P. caribaeourum tissue, especially those belonged to Bacillus genus.

Resumen Introducción: La actividad antimicrobiana realizada por las bacterias asociadas con los corales, además de promover la salud de su huésped, representa una fuente para obtener nuevos compuestos bioactivos. Objetivo: Analizar la actividad antimicrobiana de las bacterias asociadas con el zoantario Palythoa caribaeorum de los arrecifes de Carapibus, Paraíba, Brasil. Metodología: El análisis filogenético de la bacterias se realizó con base en secuencias parciales del gen RNAr 16S utilizando herramientas moleculares y de bioinformática. La actividad antimicrobiana de las cepas se probó contra cuatro cepas bacterianas y una cepa de levadura: Bacillus cereus (CCT0198), Escherichia coli (ATCC 25922), Staphylococcus aureus (ATCC 25923), Pseudomonas aeruginosa y Candida albicans (ATCC 10231), utilizando ensayos antibiosis y antibiograma, y la concentración inhibitoria mínima (CIM) que se determinó por el método de microdilución. Resultados: Las cepas bacterianas pertenecían a Firmicutes (84 %) y Gammaproteobacteria (16 %). Entre 49 cepas se encontraron cinco géneros de bacterias: Bacillus, Vibrio, Pseudomonas, Staphylococcus y Alteromonas. Un total de 19 cepas exhibieron actividad antimicrobiana, siendo el género Bacillus el responsable del mayor número de bacterias antagonistas, con 12 cepas positivas en el ensayo de antibiosis y cuatro en la prueba de antibiograma. El mayor número de bacterias antagonistas se encontró en Bacillus (12 aislamientos), seguido por Vibrio (tres aislamientos) y Pseudomonas (un aisladmiento). El NC8, clasificado como Bacillus subtilis, inhibió todas las cepas estándar en el ensayo de antibiosis y las cepas de B. cereus, S. aureus y C. albicans en la prueba de antibiograma. El material liofilizado del B. subtilis NC8 mostró acción bacteriostática contra B. cereus, con un valor de CIM de 125 μg/μl. En la prueba de citotoxicidad, el grado de hemólisis fue del 4.8 % para el material liofilizado a las concentraciones probadas, lo que indica su baja citotoxicidad. Conclusión: Los resultados muestran el potencial antimicrobiano de algunos aislamientos bacterianos asociados al P. caribaeourum, especialmente los pertenecientes al género Bacillus.

Fungicidal activity of volatile organic compounds from Paenibacillus bacteria against Colletotrichum gloeosporioides / Actividad fungicida de compuestos orgánicos volátiles de la bacteria Paenibacillus contra Colletotri chum gloeosporio ides / Atividade fungicida de compostos orgânicos voláteis da bactéria Paenibacillus contra Colletotrichum gloeosporioides

Abstract Some bacteria release volatile organic compounds (VOCs) that can influence the growth of other microorganisms including some pathogens. Identifying bacteria with antifungal activity makes it possible to use such bacteria in the development of biocontrol agents. Thus, the present study focuses on screening VOCs released by eight isolates from Paenibacillus genus, collected at Old Providence and Santa Catalina coral reef (Colombian Caribbean Sea), with antifungal activity against phytopathogenic fungi Colletotrichum gloeosporioides 26B. The VOCs from Paenibacillus sp (PNM-50) showed inhibition rates higher than 50% in the mycelial fungi growth accompanied by macroscopic morphological changes and a reduction in conidiation. In order to identify the VOCs responsible for this antifungal bioactivity, Headspace-Solid Phase Microextraction (HS-SPME) from the bacterial culture was conducted, followed by Gas Chromatography Mass Spectrometry (GC-MS). The chromatographic results revealed a high abundance of VOCs released just by culture media. Once, the difference between VOCs emitted by culture media and bacteria was established, it was possible to make a putative identification of 2-furanmethanol, phenylacetonitrile, and 2,4-dimethylpentanol as possible VOCs responsible for the antifungal activity.

Resumen Algunas bacterias liberan compuestos orgánicos volátiles (COVs) que pueden influir en el crecimiento de otros microorganismos incluyendo algunos patógenos. La identificación de bacterias con actividad antifúngica hace posible el uso de tales bacterias en el desarrollo de agentes de biocontrol. Así pues, en este estudio, se realizó un examen dirigido exclusivamente a los COVs emitidos por ocho aislamientos bacterianos del género Paenibacillus, recolectados en el arrecife de coral de Providencia y Santa Catalina (Mar Caribe colombiano), con actividad antifúngica contra el hongo fitopatógeno Colletotrichum gloeosporioides 26B. Los COVs del aislamiento Paenibacillus sp (PNM-50) mostraron tasas de inhibición superiores al 50% en el crecimiento micelial del hongo, acompañado de cambios morfológicos macroscópicos y una reducción en la conidiación. Para identificar los COVs responsables de esta bioactividad antifúngica, se realizó microextracción en fase sólida del espacio de cabeza (HS-SPME) del cultivo de las bacterias y posterior análisis por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC-MS). Los resultados cromatográficos revelaron gran abundancia de COVs emitidos por los medios de cultivo. Una vez que se estableció la diferencia entre los COVs emitidos por el medio de cultivo y las bacterias, fue posible identificar tentativamente 2-furanmetanol, fenilacetonitrilo y 2,4-dimetilpentanol como COVs posiblemente responsables de la actividad antifúngica.

Resumo Algumas bactérias liberam compostos orgânicos voláteis (COV) que podem influenciar o crescimento de outros microorganismos, incluindo alguns patógenos. A identificação de bactérias com atividade antifúngica, possibilita seu uso no desenvolvimento de agentes de biocontrole. Neste estudo, foi realizada uma triagem focada nos COV liberados por oito isolados bacterianos do gênero Paenibacillus, coletados nos recifes de coral Old Providence e Santa Catalina (mar do Caribe colombiano), com atividade antifúngica contra fungos fitopatogênicos Colletotrichum gloeosporioides 26B. Os COV de Paenibacillus sp (PNM-50) apresentaram taxas de inibição superiores à 50% sobre o crescimento de fungos miceliais, acompanhadas de alterações morfológicas macroscópicas e redução da conidiação. Para identificar os COV responsáveis por essa bioatividade antifúngica, foi conduzida uma Microextração de Fase Sólida Headspace (HS-SPME) da cultura bacteriana e, em seguida, foi analisada por Cromatografia Gasosa associada à Espectrometria de Massa (GCMS). Os resultados cromatográficos revelaram uma alta abundância de COVs liberados apenas pelos meios de cultura. Uma vez estabelecida a diferença entre os COV emitidos pelos meios de cultura e bactérias, foi possível fazer uma identificação parcial de 2-furanmetanol, fenilacetonitrila e 2,4-dimetilpentanol como possíveis COV responsáveis pela atividade antifúngica.

Primer reporte de bacterias y dinoflagelados marinos luminiscentes del Parque Nacional Isla del Coco, Costa Rica

Introducción: La bioluminiscencia es la capacidad de ciertos organismos para transformar la energía química en energía lumínica mediante varios procesos bioquímicos. Objetivo: El aislamiento e identificación por primera vez de bacterias luminiscentes en agua marina superficial y la identificación de dinoflagelados luminiscentes marinos del Parque Nacional Isla del Coco, Costa Rica. Metodología: Se colectaron muestras de agua marina obtenida por buceo a 20 m y a nivel superficial de 13 sitios en la Isla del Coco, Costa Rica. Por otra parte, se analizaron muestras de fitoplancton colectadas desde la superficie hasta los 30 m de profundudad en los alrededores de 8 sitios de la Isla del Coco, y se determinaron varias especies luminiscentes pertenecientes a los géneros Ornithocercus y Ceratocorys. Resultados: Se logró obtener 7 aislados bacterianos luminiscentes, se identificaron y caracterizaron bioquímicamente mediante una plataforma automatizada (Vitek) con altos niveles de confianza, se ubicaron taxonómicamente dentro del género Vibrio,2 especies: V. alginolyticus y V. parahaemolyticus, además, algunos aislados presentaron resistencia al antibiótico ampicilina y 100% capacidad hemolítica. Esta investigación muestra evidencia de la presencia de especies microscópicas marinas en Isla del Coco, Costa Rica, capaces de presentar el fenómeno de la luminiscencia, por lo que profundizar en su estudio sería relevante en cuanto a la importancia de estos microorganismos en la producción de metabolitos secundarios y como indicadores de floraciones algales nocivas, por lo que se hace necesario realizar más investigación científica para determinar su potencial biotecnológico. Conclusiones: De la misma forma, los resultados obtenidos en esta investigación sugieren expandir las localidades de colecta y aislamientos de microorganismos luminiscentes, acompañado de una caracterización bioquímica y molecular, con el fin de explorar la diversidad microbiana asociada a eventos de luminiscencia y determinar los ambientes en el que estas especies se desarrollan.

Introduction: Bioluminescence is the ability of certain organisms to transform chemical energy into light energy through various biochemical processes. Objective: Isolation and identification for the first time of luminescent bacteria of superficial marine water, and the identification of marine luminescent dinoflagellates of Isla del Coco National Park, Costa Rica. Methods: Samples of seawater obtained by diving at 20 m and at a surface level of 13 sites were collected. On the other hand, phytoplankton samples collected from the surface up to 30 m deep were analyzed in the surroundings of 8 sites of Cocos Island, and several luminescent species belonging to the genera Ornithocercus and Ceratocorys were determined. Results: Seven luminescent bacterial isolates were obtained, they were identified and characterized biochemically by means of an automated platform (Vitek) with high levels of confidence, they were taxonomically located within the genus Vibrio, 2 species: V. alginolyticus and V. parahaemolyticus, in addition, some isolates presented resistance to the antibiotic ampicillin and 100% hemolytic capacity. This research shows evidence of the presence of marine microscopic species in Cocos Island, Costa Rica, capable of presenting the phenomenon of luminescence, so that further study would be relevant in terms of the importance of these microorganisms in the production of metabolites secondary and as indicators of harmful algal blooms, so it is necessary to conduct more scientific research to determine their biotechnological potential. Conclusions: In the same way, the results obtained in this investigation suggest expanding the collection and isolation of luminescent microorganisms, accompanied by a biochemical and molecular characterization, in order to explore the microbial diversity associated with luminescence events and determine the environments in which that these species develop.

Diversidad de bccterias cultivables de la costa de caleta olivia, patagonia, Argentnaa / Diversity Of Cultivable Bacteria From The Coast Of Caleta Olivia, Patagonia , Argentina

Caleta Olivia es una ciudad que posee boyas por donde se exporta el petróleo crudo obtenido de la zona norte de la provincia de Santa Cruz, Argentina. Este trabajo tuvo como objetivo estudiar las posibilidades de utilización microbiana de petróleo crudo y sus derivados e identificar las bacterias cultivables que se encuentran presentes en la costa de Caleta Olivia. La mineralización de hidrocarburos se detectó por la producción de dióxido de carbono. Se tomaron muestras de agua de mar y sedimento intermarial de tres sitios. Se realizaron recuentos bacterianos en los medios de cultivo BBR, BRN, medio mineral con petróleo gas oil y ENDO para bacterias coliformes. Las bacterias se identificaron utilizando el sistema de Sherlock de MIDI. Las mineralizaciones evidenciaron la capacidad existente en los microorganismos para la utilización de hidrocarburos. Los recuentos de coliformes fueron negativos. Se aislaron un total de 403 cepas a las que se les realizó la extracción de ácidos grasos e identificación, de ellas solo 172 fueron identificadas por el sistema. Se distribuyeron en 32 géneros y 50 especies bacterianas. El resto, el sistema no las identificó debido a que no halló cepas similares en la base de datos del sistema. Pseudoalteromonas fue el género que más se aisló. El análisis de componentes principales asoció al verano y al otoño con la mayor biodiversidad de géneros. Se encontraron representantes de los siguientes géneros: Arthrobacter, Dietzia, Acinetobacter, Microbacterium, Micrococcus, Bacillus, Pseudomonas y Pseudoalteromonas. Estos microorganismos son citados en la bibliografía como degradadores de hidrocarburos.

The aim of this work was to evaluate the oil utilization and identity of the bacterial strains present in the coast Intertidal sediments and marine water from Caleta Olivia city which were analyzed to determine bacterial counts. Five microcosms were designed for sediments and water sample. The microcosms contained 5 g or 50 mL of samples with 0.01% of gasoline, and 0.1% of kerosene, diesel, crude oil and mineral oils. The CO2 was measured by titration. Four cultural medium were used i.e. BBR, BRN, mineral medium with crude oil and gas oil and ENDO for coliforms. The bacteria were identified by Sherlock - MIDI . The mineralization shows good values. The counts resulted negative to total coliforms and faecal coliforms. 403 strains were analyzed; the system could identify 172 strains in 32 genera in only 50 species. The rest of strains were not found in Sherlock data base (version 6.0). Pseudoalteromonas was the genus that was more frequently isolated. The summer and autumn seasons presented more quantity of biodiversity genera. We found genera, which are mentioned as hydrocarbon degrading genera in the literature.

Cambios en la viabilidad de dos bacterias marinas antárticas expuestas a la radiación solar en la columna de agua: influencia de la mezcla vertical / Changes in viability of two Antarctic marine bacteria exposed to solar radiation in the water column: influence of vertical mixing

Se estudió el efecto de la radiación ultravioleta (RUV) sobre dos cepas bacterianas marinas antárticas (UVps y UVvi) en la columna de agua de la caleta Potter (Shetland del Sur, Antártida). Frascos de cuarzo con las cepas en estudio fueron expuestos a la radiación solar en superficie, a 1 m y a 3 m de profundidad. Se realizaron ensayos con exposición directa y con filtros interferenciales que discriminaron la radiación UVA y la UVB. En otros ensayos se simuló una mezcla vertical de 4 m/h. Ambas cepas mostraron una disminución significativa del número de unidades formadoras de colonias, tanto en superficie como a 1 m de profundidad, luego de exponerlas a dosis superficiales de UVB de 8,4 kJ m-2. El estudio con filtros interferenciales mostró una disminución significativa de la viabilidad en ambos tratamientos UV en superficie y a 1 m. La cepa UVps mostró mayor sensibilidad a la UVB que a la UVA. La mezcla vertical amortiguó el daño causado por la UVB cuando la dosis en superficie fue de 4,8 kJ m-2. Este efecto amortiguador no se observó cuando la dosis en superficie fue de 7,7 kJ m-2. Estos resultados muestran que el efecto negativo de la RUV sobre el bacterioplancton sería particularmente importante en el primer metro de profundidad de las aguas costeras antárticas con abundante material particulado en suspensión.

The effect of UV radiation on two Antarctic marine bacterial strains (UVps and UVvi) was studied in the water column of Potter Cove (South Shetland, Antarctica). Quartz flasks were filled with the bacterial suspensions and exposed to solar radiation at 0 m, 1 m and 3 m depth. Assays using flasks exposed to direct solar radiation and others using flasks covered with/by interferential filters which discriminate between UVA and UVB, were performed. In other assays, a vertical mixing of 4 m/h was simulated. Both strains showed a significant decrease in viability (expressed as colony - forming units) when exposed to a surface UVB dose of 8.4 kJ m-2. Studies with interferential filters showed a significant decrease at 0 and 1 m depth under both UV treatments. The UVps strain appeared to be more sensitive to UVB than to UVA. Damage produced by UVB was attenuated by the vertical mixing when the surface UVB dose was 4.8 kJ m-2. This effect was not observed when surface UVB dose was 7.7 kJ m-2. These results show that the negative effect caused by UVB radiation on the bacterioplankton would be significant only in the first meter of water column of the Antarctic coastal waters with high levels of suspended particulate material.

Purificación parcial y caracterización de una sustancia antimicrobiana producida por Alteromonas sp. de origen marino

Un miembro del género Alteromonas sp. (cepa N22.C), aislado del neuston marino y productor de sustancias que inhiben el crecimiento de ictiopatógenos fue caracterizado fenotípicamente mediante pruebas morfológicas, fisiológicas y bioquímicas convencionales. Para determinar la naturaleza química de la sustancia inhibitoria, extractos crudos de sobrenadantes de cultivos fueron precipitados con concentraciones crecientes de Sulfato de Amonio hasta el 70% y filtrados a través de columnas de Sephadex G-25. Ensayos con Dodecil Sulfato de Sodio-electroforesis en Geles de Poliacrilamida (SDSPAGE) revelaron que la sustancia antimicrobiana es un compuesto proteináceo con una masa molecular de aproximadamente 34000 Da, que carece de residuos de azúcares asociados. Otros ensayos realizados con extractos crudos y fracciones semipurificadas de la cepa de Alteromonas sp. N22.C mostraron un amplio espectro de actividad antibiótica contra cepas de bacterias patógenas de peces, moluscos y crustáceos.

A member of the genus Alteromonas sp. (strain N22.C) isolated from marine neuston and substance-producer which inhibit growth of ichthyopathogenics was characterized phenotipically by means of morphological, physiological and biochemical conventional tests. To determine the chemical nature of the inhibitory substance, raw extracts of supernatans from cultured strains were precipitated with increasing concentrations of Ammonium Sulphate up to 70% and filtered through columns of Sephadex G-25. Assays by Sodium Dodecyl SulfatePolyacrylamide Gel Electrophoresis (SDSPAGE) revealed that the antimicrobial substance is a proteinaceous compound with a molecular mass of approximately 34000 Da, which lacks sugar associated residues of it. Other assays made with raw semipurified fractions extracts of Alteromonas sp N22.C show the wide spectrum of antibiotic activity against pathogenic bacterial strains of fish, mollusks and crustaceans.