CHANGES IN VEGETATION AT SMALL LANDSCAPE SCALES AND CAPTIVITY ALTER THE GUT MICROBIOTA OF BLACK HOWLER MONKEYS (Alouatta pigra: Atelidae) / Cambios en la vegetación a pequeñas escalas de paisaje y el cautiverio alteran la microbiota intestinal de los monos aulladores negros (Alouatta pigra: Atelidae)

ABSTRACT The healthy function of the gastrointestinal system is influenced by changes in the microbiota and the adaptability of the host to different habitat conditions and food availability. We isolated and identified 64 bacterial morphospecies from rectal swabs from five captive black howler monkeys (CM) and 15 wild individuals (WM) from groups living in fragments with different compositions and vegetation structures (height, density, canopy width) in flooded and non-flooded areas. Low microbial diversity in CM and WM from the flooded area was observed while in WM from the non-flooded area, there was a higher microbial diversity and evenness. Free-ranging monkeys from different areas showed a significant difference in the replacement of morphospecies of gut microbiota (p = 0.0006); however, the bacterial communities are not differentiated as particular entities. The intestinal microbial community can be an indicator of howler monkeys' health and habitat quality. The change in the composition of the plant community into small landscape scales, as well as fragmentation and natural heterogeneity of the landscape, can affect the intestinal microbial community of howler monkeys.

RESUMEN La función saludable del sistema gastrointestinal está influenciada por cambios en la microbiota y la adaptabilidad del huésped a diferentes condiciones de hábitat y disponibilidad de alimentos. Aislamos e identificamos 64 morfoespecies bacterianas de hisopos rectales de cinco monos aulladores negros cautivos (CM) y 15 individuos silvestres (WM) de grupos que viven en fragmentos con diferente composición y estructura de vegetación (altura, densidad, ancho del dosel) en zonas inundadas y no inundadas. Observamos una baja diversidad microbiana en CM y WM del área inundada, mientras que los WM del área no inundada tuvieron mayor diversidad y equitatividad. Los monos silvestres de las diferentes áreas mostraron una diferencia significativa en el reemplazo de morfoespecies de la microbiota intestinal (p = 0,0006); sin embargo, las comunidades bacterianas no se diferencian como entidades particulares. La comunidad microbiana intestinal puede ser un indicador de la salud y la calidad del hábitat de los monos aulladores. El cambio en la composición de la comunidad vegetal a pequeñas escalas de paisaje, así como la fragmentación y heterogeneidad natural del paisaje, pueden afectar la comunidad microbiana intestinal de los monos aulladores.

Comunidades microbianas: los malos, los buenos y la presión de los antibióticos / Microbial communities: the bad, the good and the pressure of antibiotics

No estamos solos. Bacterias, hongos, parásitos y virus habitan cualquier parte de nuestro organismo y pueden cumplir funciones biológicas importantes, bien sea benéficas o dañinas. Conocerlos es fundamental para un manejo adecuado. Con las herramientas que utiliza el Grupo de Investigaciones Microbiológicas se pueden identificar la presencia del microorganismo y los marcadores moleculares de interés para la salud, como los relacionados con la resistencia a antibióticos, lo que aporta una información muy útil para el manejo de los pacientes.

We are not alone. Bacteria, fungi, parasites and viruses inhabit any part of our body and can perform important biological functions, either beneficial or harmful. Knowing them is essential for proper management. With the tools used by the Microbiological Research Group, the presence of the microorganism and molecular markers of interest for health, such as those related to antibiotic resistance, can be identified, which provides very useful information for patient management.

Characterization of Enterococcus spp. isolated from a fish farming environment in southern Brazil / Caracterização de Enterococcus spp. isolado de um ambiente de piscicultura no sul do Brasil

The aim of present study is to characterize the resistance and virulence profile of enterococci isolated from aquaculture excavated ponds and masonry tanks (6 samples) in southern Brazil. Samples were cultured in selective medium, 10 colonies were randomly selected from each sample, which were identified by MALDI-TOF and tested against 13 antimicrobials. The presence of resistance (tetL, tetM, tetS, ermB and msrC) and virulence (ace, esp, agg, cylA and gelE) genes were determined by PCR. A total of 79 enterococci were identified, and Entecococcus faecalis (44.3%) and E. casseliflavus (36.7%) were the most prevalent species isolated. Sixty-five strains (82.3%) were resistant to at least one of the antimicrobials tested, whereas 27 (34.2%) strains were multiresistant. The overall percentages of antimicrobial resistant isolates were: 58.2% to rifampicin, 40.5% to fluoroquinolones, 36.7% to erythromycin and 30.4% to tetracycline. The tetL and tetM genes were found in 57.7% of the tetracycline-resistant strains; and msrC in 31.01% of erythromycin-resistant strains. The most frequently detected virulence factors were ace and gelE genes. Although limited to a single farm, these data suggest that aquaculture may be a reservoir of resistant and virulent enterococci. This study is the first step towards enhancing our understandingof distribution, resistance and virulence profile in enterococci isolated from fish farming environments in the south Brazil.(AU)

O objetivo do estudo apresentado é caracterizar o perfil de resistência e virulência de enterococos isolados de viveiros escavados e tanques de alvenaria (6 amostras) de uma pisicultura no Sul do Brasil. As amostras foram cultivadas em meio seletivo, 10 colônias foram selecionadas aleatoriamente de cada amostra, que foram identificadas por MALDI-TOF e testadas contra 13 antimicrobianos. A presença de genes de resistência (tetL, tetM, tetS, ermB e msrC) e virulência (ace, esp, agg, cylA e gelE) foi determinada por PCR. Foram identificados 79 enterococos, sendo Entecococcus faecalis (44,3%) e E. casseliflavus (36,7%) as espécies mais frequentes isoladas. Sessenta e cinco cepas (82,3%) eram resistentes a pelo menos um dos antimicrobianos testados, enquanto 27 (34,2%) eram multirresistentes. As porcentagens gerais de isolados resistentes a antimicrobianos foram: 58,2% para rifampicina, 40,5% para fluoroquinolonas, 36,7% para eritromicina e 30,4% para tetraciclina. Os genes tetL e tetM foram encontrados em 57,7% das cepas resistentes à tetraciclina; e msrC em 31,01% das cepas resistentes à eritromicina. Os fatores de virulência mais comumente detectados foram ace e gelE. Embora limitados a uma única fazenda, esses dados indicam que a aquicultura pode ser uma fonte de enterococos resistentes e virulentos. Este estudo é o primeiro passo para melhorar nosso entendimento da distribuição, resistência e perfil de virulência em enterococos isolados de ambientes de piscicultura no sul do Brasil.(AU)

Characterization of Enterococcus spp. isolated from a fish farming environment in southern Brazil / Caracterização de Enterococcus spp. isolado de um ambiente de piscicultura no sul do Brasil

Abstract The aim of present study is to characterize the resistance and virulence profile of enterococci isolated from aquaculture excavated ponds and masonry tanks (6 samples) in southern Brazil. Samples were cultured in selective medium, 10 colonies were randomly selected from each sample, which were identified by MALDI-TOF and tested against 13 antimicrobials. The presence of resistance (tetL, tetM, tetS, ermB and msrC) and virulence (ace, esp, agg, cylA and gelE) genes were determined by PCR. A total of 79 enterococci were identified, and Entecococcus faecalis (44.3%) and E. casseliflavus (36.7%) were the most prevalent species isolated. Sixty-five strains (82.3%) were resistant to at least one of the antimicrobials tested, whereas 27 (34.2%) strains were multiresistant. The overall percentages of antimicrobial resistant isolates were: 58.2% to rifampicin, 40.5% to fluoroquinolones, 36.7% to erythromycin and 30.4% to tetracycline. The tetL and tetM genes were found in 57.7% of the tetracycline-resistant strains; and msrC in 31.01% of erythromycin-resistant strains. The most frequently detected virulence factors were ace and gelE genes. Although limited to a single farm, these data suggest that aquaculture may be a reservoir of resistant and virulent enterococci. This study is the first step towards enhancing our understandingof distribution, resistance and virulence profile in enterococci isolated from fish farming environments in the south Brazil.

Resumo O objetivo do estudo apresentado é caracterizar o perfil de resistência e virulência de enterococos isolados de viveiros escavados e tanques de alvenaria (6 amostras) de uma pisicultura no Sul do Brasil. As amostras foram cultivadas em meio seletivo, 10 colônias foram selecionadas aleatoriamente de cada amostra, que foram identificadas por MALDI-TOF e testadas contra 13 antimicrobianos. A presença de genes de resistência (tetL, tetM, tetS, ermB e msrC) e virulência (ace, esp, agg, cylA e gelE) foi determinada por PCR. Foram identificados 79 enterococos, sendo Entecococcus faecalis (44,3%) e E. casseliflavus (36,7%) as espécies mais frequentes isoladas. Sessenta e cinco cepas (82,3%) eram resistentes a pelo menos um dos antimicrobianos testados, enquanto 27 (34,2%) eram multirresistentes. As porcentagens gerais de isolados resistentes a antimicrobianos foram: 58,2% para rifampicina, 40,5% para fluoroquinolonas, 36,7% para eritromicina e 30,4% para tetraciclina. Os genes tetL e tetM foram encontrados em 57,7% das cepas resistentes à tetraciclina; e msrC em 31,01% das cepas resistentes à eritromicina. Os fatores de virulência mais comumente detectados foram ace e gelE. Embora limitados a uma única fazenda, esses dados indicam que a aquicultura pode ser uma fonte de enterococos resistentes e virulentos. Este estudo é o primeiro passo para melhorar nosso entendimento da distribuição, resistência e perfil de virulência em enterococos isolados de ambientes de piscicultura no sul do Brasil.

Mold species and fungi load of washed and unwashed table eggs / Espécies de bolores e contaminação fúngica de ovos de galinha lavados e não lavados

Egg quality has been widely studied, mainly because defects in quality can pose risks to public health, as well as economic losses. Nevertheless, studies about fungi in eggs are scarce. The objective was to compare the fungal microbiota from washed and unwashed eggs in the rainy season and dry season of the year. This exploratory research consisted in the analysis of large size white table eggs acquired from 48 different lots. Two manufacturers were sampled considering the main characteristic of washed or unwashed eggs. From each lot, a 30-egg pack were purchased and six of those eggs were used for mycological analyzes. The eggs were analyzed externally with 0.1% peptone salt solution wash of the eggshells and internally with aliquots being sampled from a pool made from the six eggs content. Samples were inoculated in Potato Dextrose Agar and isolated colonies were passed to test tubes. When sporulated, the isolates were subjected to decimal dilutions using 0.1% Tween 80 to dissociate the conidia. Microcultures were carried out for optical microscopy observation of the reproductive structures of fungi, stained with lactophenol. Aspergillus spp. was the most frequently isolated fungi isolated, with A. niger and A. flavus predominant in the dry season, while A. fumigatus and A. terreus in the rainy season. Low numbers of fungi were identified from egg shells, with a higher(AU)

A qualidade do ovo já foi largamente estudada, especialmente por causa de defeitos na qualidade que podem significar riscos para a saúde pública, além de perdas econômicas. Entretanto, estudos sobre fungos em ovos são escassos. O objetivo foi comparar a microbiota fúngica de ovos lavados e ovos não lavados nas estações chuvosa e seca do ano. As amostras consistiram de ovos comerciais, do tipo branco e tamanho grande, com caráter exploratório pela análise de 48 lotes. Dois fabricantes foram amostrados considerando a característica principal de ovos lavados ou não lavados. De cada lote, foram adquiridos 30 ovos, sendo seis ovos utilizados nas análises micológicas. Os ovos foram analisados externamente fazendo lavagem com solução salina peptonada e internamentecom alíquotas retiradas de pools de seis ovos. Amostras foram inoculadas em Ágar Dextrose Batata e os isolados foram passados para tubos de ensaio. Posteriormente as colônias foram replicadas para tubos de ensaio contendo meio Ágar Dextrose Batata. Quandojá esporulados, os isolados foram submetidos a diluições utilizando Tween 80 0,1% para desagregar os conídios. Foram realizados microcultivos para observação em microscópio óptico das estruturas de reprodução dos fungos, corados com lactofenol. Aspergillusspp. foi a espécie mais frequentemente isolada, com predominância de A. niger e A. flavus na estação seca e A. fumigatuseA. terreusna chuvosa. Baixas quantidades de fungos foram observadas nas cascas dos ovos, com quantidades maiores em ovos não lavados.(AU)

Characterization of Enterococcus spp. isolated from a fish farming environment in southern Brazil

Abstract The aim of present study is to characterize the resistance and virulence profile of enterococci isolated from aquaculture excavated ponds and masonry tanks (6 samples) in southern Brazil. Samples were cultured in selective medium, 10 colonies were randomly selected from each sample, which were identified by MALDI-TOF and tested against 13 antimicrobials. The presence of resistance (tetL, tetM, tetS, ermB and msrC) and virulence (ace, esp, agg, cylA and gelE) genes were determined by PCR. A total of 79 enterococci were identified, and Entecococcus faecalis (44.3%) and E. casseliflavus (36.7%) were the most prevalent species isolated. Sixty-five strains (82.3%) were resistant to at least one of the antimicrobials tested, whereas 27 (34.2%) strains were multiresistant. The overall percentages of antimicrobial resistant isolates were: 58.2% to rifampicin, 40.5% to fluoroquinolones, 36.7% to erythromycin and 30.4% to tetracycline. The tetL and tetM genes were found in 57.7% of the tetracycline-resistant strains; and msrC in 31.01% of erythromycin-resistant strains. The most frequently detected virulence factors were ace and gelE genes. Although limited to a single farm, these data suggest that aquaculture may be a reservoir of resistant and virulent enterococci. This study is the first step towards enhancing our understandingof distribution, resistance and virulence profile in enterococci isolated from fish farming environments in the south Brazil.

Resumo O objetivo do estudo apresentado é caracterizar o perfil de resistência e virulência de enterococos isolados de viveiros escavados e tanques de alvenaria (6 amostras) de uma pisicultura no Sul do Brasil. As amostras foram cultivadas em meio seletivo, 10 colônias foram selecionadas aleatoriamente de cada amostra, que foram identificadas por MALDI-TOF e testadas contra 13 antimicrobianos. A presença de genes de resistência (tetL, tetM, tetS, ermB e msrC) e virulência (ace, esp, agg, cylA e gelE) foi determinada por PCR. Foram identificados 79 enterococos, sendo Entecococcus faecalis (44,3%) e E. casseliflavus (36,7%) as espécies mais frequentes isoladas. Sessenta e cinco cepas (82,3%) eram resistentes a pelo menos um dos antimicrobianos testados, enquanto 27 (34,2%) eram multirresistentes. As porcentagens gerais de isolados resistentes a antimicrobianos foram: 58,2% para rifampicina, 40,5% para fluoroquinolonas, 36,7% para eritromicina e 30,4% para tetraciclina. Os genes tetL e tetM foram encontrados em 57,7% das cepas resistentes à tetraciclina; e msrC em 31,01% das cepas resistentes à eritromicina. Os fatores de virulência mais comumente detectados foram ace e gelE. Embora limitados a uma única fazenda, esses dados indicam que a aquicultura pode ser uma fonte de enterococos resistentes e virulentos. Este estudo é o primeiro passo para melhorar nosso entendimento da distribuição, resistência e perfil de virulência em enterococos isolados de ambientes de piscicultura no sul do Brasil.

Mold species and fungi load of washed and unwashed table eggs / Espécies de bolores e contaminação fúngica de ovos de galinha lavados e não lavados

Egg quality has been widely studied, mainly because defects in quality can pose risks to public health, as well as economic losses. Nevertheless, studies about fungi in eggs are scarce. The objective was to compare the fungal microbiota from washed and unwashed eggs in the rainy season and dry season of the year. This exploratory research consisted in the analysis of large size white table eggs acquired from 48 different lots. Two manufacturers were sampled considering the main characteristic of washed or unwashed eggs. From each lot, a 30-egg pack were purchased and six of those eggs were used for mycological analyzes. The eggs were analyzed externally with 0.1% peptone salt solution wash of the eggshells and internally with aliquots being sampled from a pool made from the six eggs content. Samples were inoculated in Potato Dextrose Agar and isolated colonies were passed to test tubes. When sporulated, the isolates were subjected to decimal dilutions using 0.1% Tween 80 to dissociate the conidia. Microcultures were carried out for optical microscopy observation of the reproductive structures of fungi, stained with lactophenol. Aspergillus spp. was the most frequently isolated fungi isolated, with A. niger and A. flavus predominant in the dry season, while A. fumigatus and A. terreus in the rainy season. Low numbers of fungi were identified from egg shells, with a higher

A qualidade do ovo já foi largamente estudada, especialmente por causa de defeitos na qualidade que podem significar riscos para a saúde pública, além de perdas econômicas. Entretanto, estudos sobre fungos em ovos são escassos. O objetivo foi comparar a microbiota fúngica de ovos lavados e ovos não lavados nas estações chuvosa e seca do ano. As amostras consistiram de ovos comerciais, do tipo branco e tamanho grande, com caráter exploratório pela análise de 48 lotes. Dois fabricantes foram amostrados considerando a característica principal de ovos lavados ou não lavados. De cada lote, foram adquiridos 30 ovos, sendo seis ovos utilizados nas análises micológicas. Os ovos foram analisados externamente fazendo lavagem com solução salina peptonada e internamentecom alíquotas retiradas de pools de seis ovos. Amostras foram inoculadas em Ágar Dextrose Batata e os isolados foram passados para tubos de ensaio. Posteriormente as colônias foram replicadas para tubos de ensaio contendo meio Ágar Dextrose Batata. Quandojá esporulados, os isolados foram submetidos a diluições utilizando Tween 80 0,1% para desagregar os conídios. Foram realizados microcultivos para observação em microscópio óptico das estruturas de reprodução dos fungos, corados com lactofenol. Aspergillusspp. foi a espécie mais frequentemente isolada, com predominância de A. niger e A. flavus na estação seca e A. fumigatuseA. terreusna chuvosa. Baixas quantidades de fungos foram observadas nas cascas dos ovos, com quantidades maiores em ovos não lavados.

Using in situ flow cytometry images of ciliates and dinoflagellates for aquatic system monitoring / Usando imagem de citometria de fluxo in situ de ciliados e dinoflagelados para o monitoramento de sistemas aquáticos

Short-period variability in plankton communities is poorly documented, especially for variations occurring in specific groups in the assemblage because traditional analysis is laborious and time-consuming. Moreover, it does not allow the high sampling frequency required for decision making. To overcome this limitation, we tested the submersible CytoSub flow cytometer. This device was anchored at a distance of approximately 10 metres from the low tide line at a depth of 1.5 metres for 12 hours to monitor the plankton at a site in the biological reserve of Barra da Tijuca beach, Rio de Janeiro. Data analysis was performed with two-dimensional scatter plots, individual pulse shapes and micro images acquisition. High-frequency monitoring results of two interesting groups are shown. The abundance and carbon biomass of ciliates were relatively stable, whereas those from dinoflagellates were highly variable along the day. The linear regression of biovolume measures between classical microscopy and in situ flow cytometry demonstrate high degree of adjustment. Despite the success of the trial and the promising results obtained, the large volume of images generated by the method also creates a need to develop pattern recognition models for automatic classification of in situ cytometric images.(AU)

A variabilidade de curto período em comunidades do plâncton é pouco documentada, especialmente as variações que ocorrem em grupos específicos das assembleias por causa das análises tradicionais serem muito trabalhosas e demoradas. Além disso, não permitem que a alta frequência amostral necessária para a tomada de decisão. Para superar esta limitação, nós testamos o CytoSub, um citômetro de fluxo submersível. Este aparelho foi ancorado a aproximadamente 10 metros de distância da linha de maré baixa a uma profundidade de 1,5 metros por 12 horas para monitorar o plâncton em um sítio da reserva biológica da praia da Barra da Tijuca, Rio de Janeiro. A análise dos dados foi realizada a partir de gráficos de dispersão bidimensionais, pelas assinaturas ópticas individuais escaneadas (pulse shape profile) e aquisição de micro imagens. Resultados do monitoramento de alta frequência de dois grupos interessantes são apresentados. A abundância e a biomassa de carbono de um grupo de ciliados foram relativamente estáveis, ao passo que o grupo de dinoflagelado, foi altamente variável ao longo do dia. O modelo de regressão linear das medidas de biovolume entre a clássica microscopia e a citometria de fluxo in situ apresentou alto grau de ajustamento. Apesar do sucesso deste ensaio e dos resultados promissores obtidos, o grande volume de imagens geradas por este método também gerou a necessidade de se desenvolver modelos de reconhecimento de padrões para a classificação automática de imagens de citometria in situ.(AU)

Using in situ flow cytometry images of ciliates and dinoflagellates for aquatic system monitoring / Usando imagem de citometria de fluxo in situ de ciliados e dinoflagelados para o monitoramento de sistemas aquáticos

Abstract Short-period variability in plankton communities is poorly documented, especially for variations occurring in specific groups in the assemblage because traditional analysis is laborious and time-consuming. Moreover, it does not allow the high sampling frequency required for decision making. To overcome this limitation, we tested the submersible CytoSub flow cytometer. This device was anchored at a distance of approximately 10 metres from the low tide line at a depth of 1.5 metres for 12 hours to monitor the plankton at a site in the biological reserve of Barra da Tijuca beach, Rio de Janeiro. Data analysis was performed with two-dimensional scatter plots, individual pulse shapes and micro images acquisition. High-frequency monitoring results of two interesting groups are shown. The abundance and carbon biomass of ciliates were relatively stable, whereas those from dinoflagellates were highly variable along the day. The linear regression of biovolume measures between classical microscopy and in situ flow cytometry demonstrate high degree of adjustment. Despite the success of the trial and the promising results obtained, the large volume of images generated by the method also creates a need to develop pattern recognition models for automatic classification of in situ cytometric images.

Resumo A variabilidade de curto período em comunidades do plâncton é pouco documentada, especialmente as variações que ocorrem em grupos específicos das assembleias por causa das análises tradicionais serem muito trabalhosas e demoradas. Além disso, não permitem que a alta frequência amostral necessária para a tomada de decisão. Para superar esta limitação, nós testamos o CytoSub, um citômetro de fluxo submersível. Este aparelho foi ancorado a aproximadamente 10 metros de distância da linha de maré baixa a uma profundidade de 1,5 metros por 12 horas para monitorar o plâncton em um sítio da reserva biológica da praia da Barra da Tijuca, Rio de Janeiro. A análise dos dados foi realizada a partir de gráficos de dispersão bidimensionais, pelas assinaturas ópticas individuais escaneadas (pulse shape profile) e aquisição de micro imagens. Resultados do monitoramento de alta frequência de dois grupos interessantes são apresentados. A abundância e a biomassa de carbono de um grupo de ciliados foram relativamente estáveis, ao passo que o grupo de dinoflagelado, foi altamente variável ao longo do dia. O modelo de regressão linear das medidas de biovolume entre a clássica microscopia e a citometria de fluxo in situ apresentou alto grau de ajustamento. Apesar do sucesso deste ensaio e dos resultados promissores obtidos, o grande volume de imagens geradas por este método também gerou a necessidade de se desenvolver modelos de reconhecimento de padrões para a classificação automática de imagens de citometria in situ.

Microbial additives in the composting process / Aditivos microbianos no processo de compostagem

ABSTRACT Composting is the process of natural degradation of organic matter carried out by environmental microorganisms whose metabolic activities cause the mineralization and partial humification of substances in the pile. This compost can be beneficially applied to the soil as organic fertilizer in horticulture and agriculture. The number of studies involving microbial inoculants has been growing, and they aim to improve processes such as composting. However, the behavior of these inoculants and other microorganisms during the composting process have not yet been described. In this context, this work aimed to investigate the effects of using a microbial inoculum that can improve the composting process and to follow the bacterial population dynamics throughout the process using the high-resolution melt (HRM) technique. To do so, we analysed four compost piles inoculated with Bacillus cereus, Bacillus megaterium, B. cereus + B. megaterium and a control with no inoculum. The analyses were carried out using samples collected at different stages of the process (5th to 110th days). The results showed that the bacterial inocula influenced the process of composting, altering the breakdown of cellulose and hemicelluloses and causing alterations to the temperature and nitrogen levels throughout the composting process. The use of a universal primer (rDNA 16S) allowed to follow the microbial succession during the process. However, the design of a specific primer is necessary to follow the inoculum throughout the composting process with more accuracy.

RESUMO A compostagem é um processo de degradação natural da matéria orgânica realizado por microrganismos presentes no ambiente, levando a mineralização e humificação parcial das substâncias presentes na pilha, esse composto formado pode ser beneficamente aplicado ao solo como fertilizante orgânico na horticultura e agricultura. O número de estudos envolvendo inoculantes microbianos é crescente, os quais tem por objetivo a otimização de processos de compostagem. Contudo, o comportamento desses inoculantes e da microbiota ao longo do processo não tem sido caracterizado. Nesse contexto, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito da utilização de um inóculo bacteriano que promova melhorias no processo de compostagem, bem como o de acompanhar a dinâmica populacional bacteriana ao longo de todo o processo através da técnica de High Resolution Melt (HRM). Para isso foram analisados quatro pilhas de compostagem inoculadas com Bacillus cereus, Bacillus megaterium, B. cereus + B. megaterium e o controle sem adição de inóculo. Foram realizadas análises químicas e moleculares (HRM) das amostras coletadas em diferentes períodos da compostagem (5º ao 110º dias). Os resultados mostraram que os inóculos bacterianos influenciaram no processo de compostagem com alteração na degradação de celulose, hemicelulose bem como alteração da temperatura e níveis de nitrogênio ao longo da compostagem. A utilização de um primer universal (rDNA 16S) permitiu acompanhar a sucessão bacteriana ao longo do processo, nos tratamentos. Contudo a construção de um primer específico é necessário para acompanhar de maneira mais precisa o inóculo durante o desenvolvimento da compostagem.

Using in situ flow cytometry images of ciliates and dinoflagellates for aquatic system monitoring

Abstract Short-period variability in plankton communities is poorly documented, especially for variations occurring in specific groups in the assemblage because traditional analysis is laborious and time-consuming. Moreover, it does not allow the high sampling frequency required for decision making. To overcome this limitation, we tested the submersible CytoSub flow cytometer. This device was anchored at a distance of approximately 10 metres from the low tide line at a depth of 1.5 metres for 12 hours to monitor the plankton at a site in the biological reserve of Barra da Tijuca beach, Rio de Janeiro. Data analysis was performed with two-dimensional scatter plots, individual pulse shapes and micro images acquisition. High-frequency monitoring results of two interesting groups are shown. The abundance and carbon biomass of ciliates were relatively stable, whereas those from dinoflagellates were highly variable along the day. The linear regression of biovolume measures between classical microscopy and in situ flow cytometry demonstrate high degree of adjustment. Despite the success of the trial and the promising results obtained, the large volume of images generated by the method also creates a need to develop pattern recognition models for automatic classification of in situ cytometric images.

Resumo A variabilidade de curto período em comunidades do plâncton é pouco documentada, especialmente as variações que ocorrem em grupos específicos das assembleias por causa das análises tradicionais serem muito trabalhosas e demoradas. Além disso, não permitem que a alta frequência amostral necessária para a tomada de decisão. Para superar esta limitação, nós testamos o CytoSub, um citômetro de fluxo submersível. Este aparelho foi ancorado a aproximadamente 10 metros de distância da linha de maré baixa a uma profundidade de 1,5 metros por 12 horas para monitorar o plâncton em um sítio da reserva biológica da praia da Barra da Tijuca, Rio de Janeiro. A análise dos dados foi realizada a partir de gráficos de dispersão bidimensionais, pelas assinaturas ópticas individuais escaneadas (pulse shape profile) e aquisição de micro imagens. Resultados do monitoramento de alta frequência de dois grupos interessantes são apresentados. A abundância e a biomassa de carbono de um grupo de ciliados foram relativamente estáveis, ao passo que o grupo de dinoflagelado, foi altamente variável ao longo do dia. O modelo de regressão linear das medidas de biovolume entre a clássica microscopia e a citometria de fluxo in situ apresentou alto grau de ajustamento. Apesar do sucesso deste ensaio e dos resultados promissores obtidos, o grande volume de imagens geradas por este método também gerou a necessidade de se desenvolver modelos de reconhecimento de padrões para a classificação automática de imagens de citometria in situ.

Using in situ flow cytometry images of ciliates and dinoflagellates for aquatic system monitoring

Abstract Short-period variability in plankton communities is poorly documented, especially for variations occurring in specific groups in the assemblage because traditional analysis is laborious and time-consuming. Moreover, it does not allow the high sampling frequency required for decision making. To overcome this limitation, we tested the submersible CytoSub flow cytometer. This device was anchored at a distance of approximately 10 metres from the low tide line at a depth of 1.5 metres for 12 hours to monitor the plankton at a site in the biological reserve of Barra da Tijuca beach, Rio de Janeiro. Data analysis was performed with two-dimensional scatter plots, individual pulse shapes and micro images acquisition. High-frequency monitoring results of two interesting groups are shown. The abundance and carbon biomass of ciliates were relatively stable, whereas those from dinoflagellates were highly variable along the day. The linear regression of biovolume measures between classical microscopy and in situ flow cytometry demonstrate high degree of adjustment. Despite the success of the trial and the promising results obtained, the large volume of images generated by the method also creates a need to develop pattern recognition models for automatic classification of in situ cytometric images.

Resumo A variabilidade de curto período em comunidades do plâncton é pouco documentada, especialmente as variações que ocorrem em grupos específicos das assembleias por causa das análises tradicionais serem muito trabalhosas e demoradas. Além disso, não permitem que a alta frequência amostral necessária para a tomada de decisão. Para superar esta limitação, nós testamos o CytoSub, um citômetro de fluxo submersível. Este aparelho foi ancorado a aproximadamente 10 metros de distância da linha de maré baixa a uma profundidade de 1,5 metros por 12 horas para monitorar o plâncton em um sítio da reserva biológica da praia da Barra da Tijuca, Rio de Janeiro. A análise dos dados foi realizada a partir de gráficos de dispersão bidimensionais, pelas assinaturas ópticas individuais escaneadas (pulse shape profile) e aquisição de micro imagens. Resultados do monitoramento de alta frequência de dois grupos interessantes são apresentados. A abundância e a biomassa de carbono de um grupo de ciliados foram relativamente estáveis, ao passo que o grupo de dinoflagelado, foi altamente variável ao longo do dia. O modelo de regressão linear das medidas de biovolume entre a clássica microscopia e a citometria de fluxo in situ apresentou alto grau de ajustamento. Apesar do sucesso deste ensaio e dos resultados promissores obtidos, o grande volume de imagens geradas por este método também gerou a necessidade de se desenvolver modelos de reconhecimento de padrões para a classificação automática de imagens de citometria in situ.

Characterization of Enterococcus spp. isolated from a fish farming environment in southern Brazil

Abstract The aim of present study is to characterize the resistance and virulence profile of enterococci isolated from aquaculture excavated ponds and masonry tanks (6 samples) in southern Brazil. Samples were cultured in selective medium, 10 colonies were randomly selected from each sample, which were identified by MALDI-TOF and tested against 13 antimicrobials. The presence of resistance (tetL, tetM, tetS, ermB and msrC) and virulence (ace, esp, agg, cylA and gelE) genes were determined by PCR. A total of 79 enterococci were identified, and Entecococcus faecalis (44.3%) and E. casseliflavus (36.7%) were the most prevalent species isolated. Sixty-five strains (82.3%) were resistant to at least one of the antimicrobials tested, whereas 27 (34.2%) strains were multiresistant. The overall percentages of antimicrobial resistant isolates were: 58.2% to rifampicin, 40.5% to fluoroquinolones, 36.7% to erythromycin and 30.4% to tetracycline. The tetL and tetM genes were found in 57.7% of the tetracycline-resistant strains; and msrC in 31.01% of erythromycin-resistant strains. The most frequently detected virulence factors were ace and gelE genes. Although limited to a single farm, these data suggest that aquaculture may be a reservoir of resistant and virulent enterococci. This study is the first step towards enhancing our understandingof distribution, resistance and virulence profile in enterococci isolated from fish farming environments in the south Brazil.

Resumo O objetivo do estudo apresentado é caracterizar o perfil de resistência e virulência de enterococos isolados de viveiros escavados e tanques de alvenaria (6 amostras) de uma pisicultura no Sul do Brasil. As amostras foram cultivadas em meio seletivo, 10 colônias foram selecionadas aleatoriamente de cada amostra, que foram identificadas por MALDI-TOF e testadas contra 13 antimicrobianos. A presença de genes de resistência (tetL, tetM, tetS, ermB e msrC) e virulência (ace, esp, agg, cylA e gelE) foi determinada por PCR. Foram identificados 79 enterococos, sendo Entecococcus faecalis (44,3%) e E. casseliflavus (36,7%) as espécies mais frequentes isoladas. Sessenta e cinco cepas (82,3%) eram resistentes a pelo menos um dos antimicrobianos testados, enquanto 27 (34,2%) eram multirresistentes. As porcentagens gerais de isolados resistentes a antimicrobianos foram: 58,2% para rifampicina, 40,5% para fluoroquinolonas, 36,7% para eritromicina e 30,4% para tetraciclina. Os genes tetL e tetM foram encontrados em 57,7% das cepas resistentes à tetraciclina; e msrC em 31,01% das cepas resistentes à eritromicina. Os fatores de virulência mais comumente detectados foram ace e gelE. Embora limitados a uma única fazenda, esses dados indicam que a aquicultura pode ser uma fonte de enterococos resistentes e virulentos. Este estudo é o primeiro passo para melhorar nosso entendimento da distribuição, resistência e perfil de virulência em enterococos isolados de ambientes de piscicultura no sul do Brasil.

Diazotrophic bacteria isolated from wild rice Oryza glumaepatula (Poaceae) in the Brazilian Amazon / Bacterias diazotróficas aisladas de arroz silvestre Oryza glumaepatula (Poaceae) en la Amazonia brasileña

The association of wild grasses with diazotrophic bacteria in Brazilian biomes is poorly understood. The isolation and characterization of bacteria associated with wild grasses can contribute to understand the diazotrophic ecology as well as to identify bacteria with biotechnological applications. In this study, we isolated and characterized diazotrophic bacterial isolates from Oryza glumaepatula collected in Cerrado and Forest areas of the Amazon in Roraima State, Brazil. Healthy O. glumepatula plants were collected at five sampling sites at Forest and seven at Cerrado, respectively. The plants were collected at the Cerrado areas in September 2008 while the Forest plants were collected in June/2008 and April/2009. The plants and the soil adhering to the roots were transferred to pots and grown for 35 days in greenhouse conditions. During the harvest, the shoots and the roots were crushed separately in a saline solution; the suspension was diluted serially and inoculated in Petri dishes containing Dyg’s medium. All distinct bacterial colonies were purified in the same medium. The diazotrophic capacity of each bacterium in microaerophilic conditions was assessed in semisolid BMGM medium. In addition, the pellicles forming bacterial isolates were also evaluated by PCR amplification for nifH gene. The diversity of nifH+ bacteria was analyzed by Box-PCR fingerprinting. For selected strains, the growth promoting capacity of O. sativa as a model plant was also evaluated. A total of 992 bacterial isolates were obtained. Fifty- one bacteria were able to form pellicles in the semisolid medium and 38 also positively amplified the 360bp nifH gene fragment. Among the 38 nifH+ isolates, 24 were obtained from the shoots, while 14 originated from the roots. The Box-PCR profiles showed that the bacterial isolates obtained in this study presented a low similarity with the reference strains belonging to the Herbaspirillum, Azospirillum and Burkholderia genus. The growth- promoting ability was confirmed for at least five isolates. For these bacteria, the root and shoot growing results showed higher increases when compared to those observed in plants inoculated with the evaluated reference strains. These results indicate that O. glumaepatula is colonized by a high diverse diazotrophic community in the Brazilian Amazon. Further investigations are now being carried out to determine the taxonomic positions of these isolates and their growth promoting mechanisms.

La asociación de gramíneas silvestres con bacterias diazotróficas en los biomas brasileños es poco conocida. El aislamiento y caracterización de las bacterias asociadas con gramíneas silvestres puede contribuir a entender la ecología de las diazotróficas y bacterias con aplicaciones biotecnológicas. En este estudio, caracterizamos aislamientos bacterianos de diazotróficas de Oryza glumaepatula recolectadas en Cerrado y zonas boscosas de la Amazonía en el estado de Roraima, Brasil. Plantas sanas de O. glumepatula fueron recolectadas en cinco zonas boscosas y siete en Cerrado. Las plantas de Cerrado fueron recolectadas en septiembre 2008, mientras que las del bosque en Junio 2008 y Abril 2009. Las plantas y el suelo adherido a las raíces se transfirieron a macetas y se cultivaron durante 35 días en condiciones de invernadero. Durante la cosecha, los brotes y las raíces se trituraron por separado en una solución salina, la suspensión se diluyó en serie y se inocularon en placas Petri que contenían medio Dyg. Todas las colonias de bacterias se purificaron en el mismo medio. Se evaluó la capacidad diazotrófica de cada bacteria en condiciones microaerofílicas en medio semisólido BMGM. Además, los aislamientos bacterianos que formaron películas se evaluaron también mediante amplificación por PCR para el gen nifH. La diversidad de bacterias nifH+ se analizó por Huella Genética utilizando la Reacción en Cadena de la Polimerasa. Para las cepas seleccionadas, la capacidad de promover el crecimiento de O. sativa como modelo de planta también se evaluó. Se obtuvo un total de 992 cepas bacterianas. Cincuenta y un bacterias fueron capaces de formar películas en el medio semisólido y 38 amplificaron positivamente el fragmento 360bp del gen nifH. De los 38 aislamientos de nifH+, 24 fueron obtenidos de los brotes, mientras que 14 se originaron a partir de las raíces. Los perfiles de PCR-Box mostraron que los aislamientos bacterianos obtenidos en este estudio presentaron una baja similitud con las cepas de referencia pertenecientes a Herbaspirillum, Azospirillum y el género Burkholderia. La capacidad promotora del crecimiento fue confirmada por al menos cinco aislamientos. Para esta bacteria, la raíz y brote mostraron resultados de crecimiento mayores en comparación con los observados en las plantas inoculadas con las cepas de referencia. Estos resultados indican que O. glumaepatula es colonizada por una muy diversa comunidad diazotrófica en la Amazonia brasileña. Se están llevando a cabo otras investigaciones para esclarecer la taxonomía de estas cepas y sus mecanismos para promover el crecimiento.

Efetividade de rizóbios e caracterização fenotípica dos isolados que nodulam feijão-caupi em solos da Amazônia Central

Cowpea (Vigna unguiculata) is an important legume cultivated in central Amazonia, but its rhizobia have been little studied. The present study aimed to evaluate the effectiveness and to characterize phenotypically the population of indigenous rhizobia that infect cowpea in the region. The rhizobia population from Novo Ayrão soils provided the highest shoot, root and total dry matter yields, number of nodules and nodule dry weights in cowpea plants; however, they were not different from those found for the control treatment with N. Based on phenotypic criteria, it was possible to identify a wide diversity of populations of rhizobia contained in Amazonian soils.

O feijão-caupi (Vigna unguiculata) é uma cultura importante na Amazônia Central, mas os rizóbios associados a essa leguminosa são poucos estudados. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade e caracterizar fenotipicamente os isolados de rizóbio que nodulam feijão-caupi na região. As populações de rizóbio de Novo Ayrão proporcionaram as maiores produções de matéria seca da parte aérea e total, raiz, número de nódulos e peso dos nódulos secos nas plantas de feijão-caupi; porém, não diferiram do tratamento testemunha com N. Com base nos critérios fenotípicos avaliados, foi possível identificar uma ampla diversidade de populações de rizóbios contidos nos solos da Amazônia.

Genetic characterization of rhizobia isolated from Amazonas soils based on the technique of PCR-RFLP / Caracterização genética de rizóbio isolados de solos no Amazonas baseada na técnica de PCR-RFLP

Few are the details concerning the molecular characterization of native rhizobia isolates from Amazonas soils. The aim of the present study was the genetic characterization of rhizobia isolated from nodules of cowpea using the method PCR-RFLP of the ribosome genes 16S rRNA and the restriction enzymes HinfI, MspI, and MboI. The analysis included 20 native isolates and ten reference strains from different origins. The results indicated a great genetic variability with the formation of eight groups in one dendrogram with a varied level of similarity.

Poucas são as informações referentes à caracterização molecular de rizóbios nativos isolados de solos no Amazonas. Assim, o objetivo deste trabalho foi a caracterização genética de rizóbios isolados de nódulos de caupi usando o método PCR-RFLP dos genes ribossomais 16S rRNA e as enzimas de restrição HinfI, MspI, e MboI. A análise incluiu 20 isolados nativos e dez estirpes-referência de diferentes origens. Os resultados indicaram uma grande variabilidade genética com a formação de oito grupos em um dendrograma com um nível de similaridade variado.

Efetividade de rizóbios e caracterização fenotípica dos isolados que nodulam feijão-caupi em solos da Amazônia Central

Cowpea (Vigna unguiculata) is an important legume cultivated in central Amazonia, but its rhizobia have been little studied. The present study aimed to evaluate the effectiveness and to characterize phenotypically the population of indigenous rhizobia that infect cowpea in the region. The rhizobia population from Novo Ayrão soils provided the highest shoot, root and total dry matter yields, number of nodules and nodule dry weights in cowpea plants; however, they were not different from those found for the control treatment with N. Based on phenotypic criteria, it was possible to identify a wide diversity of populations of rhizobia contained in Amazonian soils.

O feijão-caupi (Vigna unguiculata) é uma cultura importante na Amazônia Central, mas os rizóbios associados a essa leguminosa são poucos estudados. O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade e caracterizar fenotipicamente os isolados de rizóbio que nodulam feijão-caupi na região. As populações de rizóbio de Novo Ayrão proporcionaram as maiores produções de matéria seca da parte aérea e total, raiz, número de nódulos e peso dos nódulos secos nas plantas de feijão-caupi; porém, não diferiram do tratamento testemunha com N. Com base nos critérios fenotípicos avaliados, foi possível identificar uma ampla diversidade de populações de rizóbios contidos nos solos da Amazônia.

AVALIAÇÃO DO IMPACTO DO LODO DE ESGOTO NA MICROBIOTA DO SOLO UTILIZANDO O GENE 16S rRNA

ABSTRACT The objective of this work was to evaluate and compare the microbial diversity of a soil treated with sewage sludge (BAR 1N) with the same soil without treatment (control). The use of industrial and domestic sewer sludge as organic fertilizer in agricultural soils is currently considered a promising alternative for the final destination of these residues. Molecular studies using the analysis of the gene 16S rRNA provide relevant information in regard to studies of microbial ecology, since it is believed that only 10% of these microorganisms can be cultivated. The sequences were submitted to analysis of nucleotide similarity, based on data in GenBank, in order to be identified and classified. Following phylogram analysis, a high number of nonidentified microorganisms were observed in the investigated soils. The results demonstrated that the outstanding bacterial phyla were Acidobacteria and Proteobacteria. Phylogenetic analyses revealed differences in both soils, based on the bacterial diversity index, showing that the test soil had more diversity when compared to the BAR 1N soil.

RESUMO Este trabalho teve por objetivo estimar e comparar a diversidade microbiana de um solo tratado com lodo de esgoto (BAR 1N) com o mesmo solo sem tratamento (controle). A utilização do lodo de esgoto de origem industrial ou domiciliar em solos agrícolas como adubo orgânico é considerado, atualmente, uma alternativa promissora para disposição final deste resíduo. Estudos moleculares que utilizam a análise do gene 16S rRNA permitem a obtenção de informações relevantes acerca da ecologia microbiana, pois acredita-se que apenas 10% desses microorganismos podem ser cultivados. O DNA genômico dos micro-organismos presentes em ambos os solos foi extraído, clonado e, após amplificação por PCR, foi feito o sequenciamento do gene 16S rRNA. As sequências obtidas foram submetidas à análise de similaridade de nucleotídeos com o banco de dados GenBank para que pudessem ser identificadas e classificadas. Após a análise dos filogramas observou-se um número elevado de micro-organismos não identificados nos solos analisados. Os resultados demonstraram que os filos bacterianos que se destacaram foram Acidobacteria e Proteobacteria. Análises filogenéticas revelaram diferenças entre os solos, mostrando por meio de índice de diversidade bacteriana que o solo controle apresentou maior diversidade quando comparado ao solo BAR 1N. O filo Nitrospira revelou-se significativamente afetado pela aplicação do lodo de esgoto.

Colonização micorrízica e concentração de nutrientes em três cultivares de bananeiras em um latossolo amarelo da Amazônia central

Plant adaptation to low fertility of Amazonian soils is a low input alternative which satisfies most of the regional producers. Adaptation can be related to arbuscular mycorrhizae, that can increase the plant's capacity to absorb soil nutrients. This study was carried out in a banana plantation on a yellow Oxisol in the Agrarian Sciences Faculty (University of Amazonas Foundation), to verify the mycorrhizal colonization and the plant's nutrient status in the banana cultivars Maçã, Pacovan and Prata, during three months of evaluations (December/98, January and February/99). Samples of roots were collected to evaluate the rates of mycorrhizal colonization and leaves to verify the macro and micronutrient concentrations. The average of mycorrhizal colonization were 60.7% in the cultivar Maçã, 55.2% in Pacovan and 53.6% in Prata. Sampling done in December 1998 showed that the cultivar Maçã had lower fungal colonization (48.3% of the roots) than Pacovan (73.6%) and Prata (67.8%). In January 1999 the situation was inverted: Maçã presented the highest colonization (75.3%) when compared with Pacovan (47.8%) and Prata (40.3%). No difference in P and Fe concentrations was observed among cultivars, but there was significant variation among them for Ca, Mg, K, Zn, Cu and Mn. The mycorrhizal colonization was correlated positively with Ca, K and Zn in the cultivar Maçã, and Cu in Prata. These positive correlations allow us to infer that the mycorrhizal association was important to stimulate Ca, K and Zn absorption in the cultivar Maçã, and Cu in Prata in the commercial production stage of five years old banana trees.

A adaptação das plantas à baixa fertilidade dos solos amazônicos é uma alternativa de baixo insumo que satisfaz à maioria dos produtores regionais. Essa adaptação pode estar relacionada às micorrizas arbusculares, que podem aumentar a capacidade das plantas em absorverem os nutrientes do solo. O estudo foi conduzido num plantio de bananeiras sobre um Latossolo amarelo na Faculdade de Ciências Agrárias (Fundação Universidade do Amazonas), objetivando verificar a colonização de fungos micorrízicos e teores de nutrientes foliares das cultivares de bananeira Maçã, Pacovan e Prata, durante três meses de avaliações (Dezembro/98, Janeiro e Fevereiro/99). Coletou-se amostras de raízes para avaliar as taxas de colonização e amostras foliares para verificar os teores de macro e micronutrientes. As médias da colonização radicular por fungos micorrízicos foram de 60,7% na cultivar Maçã, 55,2% na Pacovan e 53,6% na Prata. Na amostragem feita em dezembro de 1998, a cultivar Maçã apresentou menor colonização micorrízica (48,3% das raízes), do que a Pacovan (73,6%) e Prata (67,8%). No mês de janeiro de 1999 essa situação se inverteu: a Maçã apresentou a maior colonização micorrízica (75,3%) quando comparada com a da Pacovan (47,8%) e Prata (40,3%). As cultivares não apresentaram diferenças entre si quanto às concentrações de P e Fe, mas houve uma variação significativa entre elas quanto aos teores de Ca, Mg, K, Zn, Cu e Mn. A colonização radicular por fungos micorrízicos correlacionou-se positivamente com os teores de Ca, K e Zn na cultivar Maçã e, Cu na cultivar Prata. Estas correlações positivas permitem inferir que a associação micorrízica foi importante no estímulo às absorções de Ca, K e Zn pela cultivar Maçã e Cu pela Prata nas bananeiras de cinco anos na fase de produção comercial.