In silico analysis of the biodiversity of endophytic fungi isolated from the Brazilian Cerrado / Análise in silico da biodiversidade de fungos endofíticos isolados do Cerrado brasileiro

Abstract Endophytic microorganisms are those that inhabit the interior of plant tissues and organs without causing damage to the plant, triggering a mutualistic interaction. These endophytes are known to produce compounds with various applications in the areas of biotechnology, pharmaceutical industry and agriculture; therefore, molecular methods are used to investigate the phylogeny of these organisms. The Brazilian Cerrado is the second largest biome in Brazil and is considered a hotspot, with a high diversity of endemic fauna and flora. The objective of this work was to analyze, through in silico analysis, the phylogeny of cultivable endophytic fungi isolated from plants found in the Brazilian Cerrado biome. A search was carried out for articles that worked with endophytes in the period between 2012 and 2022. The dendrogram was generated using the Neighbor-joining method based on the ITS1-5.8S-ITS2 conserved region obtained by GenBank codes of isolated endophytes. The genera Xylaria, Diaporthe, and Colletotrichum were isolated in more than three plants in the seven articles found. Most of the articles found related to the biodiversity of endophytic fungi from the Brazilian Cerrado aim at the bioprospecting of bioactive compounds, through culture-dependent methods; as such, a part of endophytic diversity may be lost due to the inability of certain endophytes to grow in artificial media. In silico analysis can assist in the investigation of phylogenetic relationships between endophytic fungi and has the potential to guide future work aimed at prospecting for bioactive compounds, phylogenetic identification, or biodiversity of this group of endophytes.

Resumo Microrganismos endofíticos são aqueles que vivem no interior de tecidos e órgãos vegetais sem causar dano à planta, desencadeando uma interação mutualística. Esses endófitos são conhecidos por produzir compostos com diversas aplicações nas áreas de biotecnologia, indústria farmacêutica e agricultura; logo, métodos moleculares são utilizados para investigar a filogenia destes organismos. O Cerrado brasileiro é o segundo maior bioma do Brasil e é considerado um hotspot, com uma alta diversidade de fauna e flora endêmica. O objetivo deste trabalho foi analisar, por meio da análise in silico, a filogenia de fungos endofíticos cultiváveis isolados de plantas encontradas no bioma Cerrado brasileiro. Foi realizada uma busca por artigos que trabalharam com endófitos no período entre 2012 e 2022. O dendrograma foi gerado usando o método Neighbor-joining baseado na região conservada ITS1-5.8S-ITS2 obtida pelos códigos GenBank de endófitos isolados. Os gêneros Xylaria, Diaporthe e Colletotrichum foram isolados em mais de três plantas nos sete artigos encontrados. A maior parte dos artigos encontrados relacionados à biodiversidade de fungos endofíticos do Cerrado brasileiro visam à bioprospecção de compostos bioativos, através de métodos dependentes de cultura; como tal, uma parte da diversidade endofítica pode ser perdida devido à incapacidade de certos endófitos crescerem em meios artificiais. A análise in silico pode auxiliar na investigação das relações filogenéticas entre fungos endofíticos e tem potencial para orientar trabalhos futuros voltados à prospecção de compostos bioativos, identificação filogenética ou biodiversidade deste grupo de endófitos.

Multivariate analysis of milk yield, lactation length, and calving interval in female buffaloes / Análisis multivariado de la producción de leche, duración de la lactancia y el intervalo entre partos en búfalas / Análise multivariada da produção de leite, duração da lactação e intervalo de parto em búfalas

Abstract Background: The global market has an increasing demand for buffalo by-products due to their unique nutritional characteristics. Many buffalo herds lack suitable breeding control programs, hindering the implementation of selection programs. Objective: To evaluate milk production per lactation (MP), lactation length (LL), and calving interval (CI) of a herd of crossbred Murrah buffaloes to support buffalo clustering according to their potential. Methods: Data from 543 lactations between 2002 and 2014 from 105 crossbred Murrah female buffaloes were used. Data were subjected to principal component analysis (PCA) and cluster analysis. Results: The first components (PCs) were responsible for 92.32% of the total variation, of which 61.45 and 30.87% were explained by the first (PC1) and second (PC2) components, respectively. The cluster analysis allowed three female buffalo groups according to their potentials. Conclusion: Buffalo farmers can make decisions on nutritional, reproductive management and cow culling based on grouping.

Resumen Antecedentes: La demanda de productos de leche de búfala en el mercado mundial viene creciendo en virtud de sus características nutricionales únicas. La mayoría de los hatos bufalinos no tienen adecuados controles, lo que dificulta la implementación de programas de selección. Objetivo: Analizar la producción de leche por lactancia (MP), duración de la lactancia (LL) y el intervalo entre partos (CI) para apoyar la clasificación de búfalos según su potencial. Métodos: Se recogieron 543 registros de lactancia de 105 búfalas Murrah mestizas entre los años 2002 y 2014. Los datos fueron sometidos a análisis de componentes principales (PCA) y análisis de conglomerados. Resultados: Los primeros componentes (PCs) fueron responsables del 92.32% de la variación total, de los cuales 61.45 y 30.87% fueron explicados por el primer (PC1) y segundo (PC2) componentes, respectivamente. El análisis de conglomerados permitió la formación de tres grupos de búfalas, según su potencial. Conclusión: Los productores pueden tomar decisiones específicas con respecto a la gestión nutricional, reproductiva, y el descarte de hembras bufalinas basados en estas agrupaciones.

Resumo Antecedentes: A demanda por produtos de origem do leite de búfalas no mercado mundial tem crescido em virtude de suas características nutricionais singulares. Grande parte dos rebanhos de búfalos não possuem controle zootécnicos adequados, dificultando a implementação de programas de seleção. Objetivo: Analisar conjuntamente as características produção de leite por lactação (MP), duração da lactação (LL) e intervalo de partos (CI) para subsidiar a classificação das búfalas de acordo com seu potencial. Métodos: Para esse estudo, 543 dados de lactação de 105 búfalas mestiças Murrah foram coletadas entre 2002 e 2014. Os dados foram analisados por análises de componentes principais (PCA) e análises de cluster. Resultados: Os primeiros componentes (PCs) foram responsáveis por 92.32% da variação total, dos quais 61.45 e 30.87% foram explicados pelo primeiro (PC1) e segundo (PC2) componentes, respectivamente. A análise de cluster permitiu a formação de três grupos de búfalas de acordo com o potencial das características estudadas. Conclusão: Baseado nesses agrupamentos, os produtores podem tomar decisões específicas quanto aos manejos nutricional e reprodutivo, e sobre o descarte de búfalas, de acordo com os agrupamentos.

Breastfeeding increases microbial community resilience / Aleitamento materno aumenta a resiliência da comunidade microbiana

Abstract Objective Since the present group had already described the composition of the intestinal microbiota of Brazilian infants under low social economic level, the aim of the present study was to analyze the microbial community structure changes in this group of infants during their early life due to external factors. Methods Fecal samples were collected from 11 infants monthly during the first year of life. The infants were followed regarding clinical and diet information and characterized according to breastfeeding practices. DNA was extracted from fecal samples of each child and subjected to Polymerase Chain Reaction - Denaturing Gradient Gel Electrophoresis. Results The results revealed a pattern of similarity between the time points for those who were on exclusive breastfeeding or predominant breastfeeding. Although there were changes in intensity and fluctuation of some bands, the Denaturing Gradient Gel Electrophoresis patterns in the one-year microbial analysis were stable for breastfeeding children. There was uninterrupted ecological succession despite the influence of external factors, such as complementary feeding and antibiotic administration, suggesting microbiota resilience. This was not observed for those children who had mixed feeding and introduction of solid food before the 5th month of life. Conclusion These results suggested an intestinal microbiota pattern resilient to external forces, due to the probiotic and prebiotic effects of exclusive breastfeeding, reinforcing the importance of exclusive breastfeeding until the 6th month of life.

Resumo Objetivo Como nosso grupo já havia descrito a composição da microbiota intestinal de neonatos brasileiros em baixo nível socioeconômico, o objetivo deste estudo foi analisar alterações estruturais da comunidade microbiana desse grupo de neonatos no início de sua vida devido a fatores externos. Métodos Amostras fecais foram coletadas mensalmente de 11 neonatos durante o primeiro ano de vida. Os neonatos foram acompanhados com relação a informações clínicas e nutricionais e caracterizados de acordo com práticas de amamentação. O DNA foi extraído das amostras fecais de cada criança e submetido a análise através da técnica de Reação em Cadeia da Polimerase - Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante. Resultados Os resultados revelaram um padrão de similaridade entre seus próprios pontos temporais em indivíduos em aleitamento materno exclusivo ou predominante. Apesar de variações na intensidade e flutuação de algumas bandas, o padrão Eletroforese em Gel de Gradiente Desnaturante na análise microbiana de um ano foi estável em crianças em aleitamento materno. Houve sucessão ecológica ininterrupta apesar da influência de fatores externos, como alimentação complementar e administração de antibióticos, sugeriu resiliência da microbiota. Isso não foi observado nas crianças com alimentação heterogênea e introdução de alimentos sólidos antes do quinto mês de vida. Conclusão Nossos resultados sugerem um padrão de microbiota intestinal resiliente a forças externas, devido a efeitos probióticos e prebióticos do aleitamento materno exclusivo, reforçam a importância do aleitamento materno exclusivo até o sexto mês de vida.

Breastfeeding increases microbial community resilience.

OBJECTIVE: Since the present group had already described the composition of the intestinal microbiota of Brazilian infants under low social economic level, the aim of the present study was to analyze the microbial community structure changes in this group of infants during their early life due to external factors. METHODS: Fecal samples were collected from 11 infants monthly during the first year of life. The infants were followed regarding clinical and diet information and characterized according to breastfeeding practices. DNA was extracted from fecal samples of each child and subjected to Polymerase Chain Reaction - Denaturing Gradient Gel Electrophoresis. RESULTS: The results revealed a pattern of similarity between the time points for those who were on exclusive breastfeeding or predominant breastfeeding. Although there were changes in intensity and fluctuation of some bands, the Denaturing Gradient Gel Electrophoresis patterns in the one-year microbial analysis were stable for breastfeeding children. There was uninterrupted ecological succession despite the influence of external factors, such as complementary feeding and antibiotic administration, suggesting microbiota resilience. This was not observed for those children who had mixed feeding and introduction of solid food before the 5th month of life. CONCLUSION: These results suggested an intestinal microbiota pattern resilient to external forces, due to the probiotic and prebiotic effects of exclusive breastfeeding, reinforcing the importance of exclusive breastfeeding until the 6th month of life.

El género Attalea (Arecaceae) de Bolivia: Afinidades con sistemas ecológicos regionales

La documentación de las especies neotropicales de la familia Arecaceae, basada en los recientes aportes a su taxonomía y su relación con los paisajes naturales, actualiza los patrones espaciales a los cuales se adaptan en su rango de distribución. En este caso se relevan 121 registros de especímenes de las 11 especies del género Attalea de Bolivia y su relación con 30 sistemas ecológicos que aproximan su ámbito de distribución a nivel regional. Para ello se sistematizó, se verificó y corrigieron las coordenadas geográficas vs. localidades de todos los especímenes coleccionados del género Attalea con el fin de cotejarlos con los sistemas ecológicos, utilizando las herramientas del ArgGis. Seguidamente elaboramos un dendrograma (especies vs. sistemas ecológicos) utilizando el método de distancia mínima en el programa R. El análisis de la relación de las especies con los sistemas ecológicos resalta una especie que no compone al sudoeste amazónico: A. eichleri y que procede de sistemas ecológicos del Cerrado. Entre las especies de Attalea amazónicas, A. blepharopus (endémica de Bolivia) se aísla de las demás y el resto subagrupa a especies según su presencia afín en bosques y sabanas, además del subandino y aluvial, como es para A. princeps, que se encuentra en 17 sistemas (57%). Ocho especies de Attalea son comunes con Perú y 10 con Brasil. Es importante relacionar la agrupación jerárquica de las especies de Attalea con los sistemas ecológicos en función a dinámicas paisajísticas para documentar sus patrones de espacio y también para su conservación.

The documentation of the Neotropical species of the Arecaceae family, based on the recent contributions to its taxonomy and its relationship with natural landscapes, updates the spatial patterns to which they adapt in their range of distribution. In this case 121 records of specimens of the 11 species of the genus Attalea of Bolivia and their relationship with 30 ecological systems that approximate their scope of distribution at regional level are released. To this end, the geographical coordinates were systematized, verified and corrected. Localities of all the specimens collected from the genus Attalea in order to compare them with ecological systems, using the ArgGis tools. We then elaborate a dendrogram (species vs. ecological systems) using the minimum distance method in the R program. The analysis of the relation of the species with the ecological systems highlights a species that does not compose to the southwest amazon: A. eichleri and that is native to ecological systems of the Cerrado. Among the SW Amazonian Attalea species, A. blepharopus (endemic to Bolivia) is isolated from the others and the rest subgroup species according to their presence in forests and savannas, in addition to the subandean and alluvial, as it is for A. princeps, which is found in 17 systems (57%). Eight species of Attalea are common with Peru and 10 with Brazil. It is important to relate the hierarchical grouping of the Attalea species with ecological systems in function of landscape dynamics to document their space patterns and also for their conservation.

Biological and molecular characterization of Streptococcus crista strains isolated from human dental biofilm by means of arbitrary primers - PCR (AP-PCR)

Streptococcus ssp are important components of the dental biofilm and Streptococcus crista is considered to be an interesting model of bacterial interactions taking place in this biofilm. In the present work, S. crista strains were isolated from the dental biofilm of Brazilian individuals and studied with respect to their biological characteristics and their molecular profile by means of AP-PCR techniques, using the RR2, 434, OPR2, OPR8, and OPR13 primers. Results allowed us to build a similarity dendrogram. Analysis of the similarity dendrogram allowed the separation of the studied strains into similarity groups. All isolates presented fibril tufts by Transmission Electron Microscopy (TEM). These isolates were able to bind to salivary amylase and to adhere to mouth epithelial cells. Some strains displaying fibril tufts and positive adherence were not able to co-aggregate with Fusobacterium nucleatum, suggesting that different adhesin groups are present in these strains.

Streptococcus spp são importantes componentes do biofilme dental sendo Streptococus crista considerado um interessante modelo de interações bacterianas que nele ocorrem. No presente trabalho linhagens de S. crista, foram isoladas do biofilme dental de indivíduos brasileiros, e estudadas em relação a suas características biológicas e ao seu perfil molecular através da técnica do AP-PCR, usando-se os iniciadores RR2, 434, OPR2, OPR8 e OPR13. Os resultados nos permitiram construir um dendrograma de similaridade. A análise do dendrograma de similaridade permitiu a separação das linhagens estudadas em grupos de similaridade. Todos os isolados apresentaram tufo de fibrilas, quando estudados por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Estes isolados foram capazes de se ligar à amilase salivar e de se aderir a células epiteliais bucais. Algumas linhagens, que apresentam tufo de fibrilas e aderência positiva, não foram capazes de coagregar com a Fusobacterium nucleatum, sugerindo que diferentes grupos de adesinas estão presentes nestas amostras.

Genetic divergence among elephantgrass cultivars assessed by RAPD markers in composit samples

Elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum.) is native to regions of tropical Africa and was introduced in Brazil around 1920 through plantings imported from Cuba. It is currently one of the most widespread forage plants throughout the country. At first, there were two cultivars, Napier and Mercker, with well defined characteristics. New genotypes arose and it is believed that the large number of cultivars existing today in germplasm bank is due to duplicates. DNA markers for cultivar characterization are a very valuable tool, especially in situations where morphological and isoenzymatic markers have already been used as in the case of elephantgrass. Thus RAPD markers were used to estimate the genetic divergence among the Napier group elephantgrass cultivars from the elephantgrass Active Germplasm Bank at EMBRAPA Dairy Cattle. The polymerase chain reaction with 37 arbitrary primers from the OPERON Technologies series supplied 94 polymorphic and 73 monomorphic bands. From the matrix of complement of the Nei index, cluster analysis by the Tocher optimization method formed three clusters. Pearson correlation among genetic distance estimates obtained from the DNA markers and the isoenzymatic markers showed the consistency of both the methods in assessing genetic divergence among elephantgrass cultivars. No duplicates were found in the treatments assessed.

O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) é nativo de regiões da África Tropical e foi introduzido no Brasil por volta de 1920, por meio de mudas provenientes de Cuba, e é, atualmente, uma das forrageiras mais difundidas em todo o país. No início de sua utilização, existiam praticamente dois cultivares com características bem definidas, Napier e Mercker. Com o decorrer do tempo, surgiram novos genótipos e acredita-se que o grande número de cultivares existentes atualmente no Banco de Germoplasma da espécie se deva à ocorrência de duplicatas. O uso de marcadores de DNA na caracterização de cultivares constitui uma ferramenta de grande valor, principalmente em situações em que marcadores morfológicos e isoenzimáticos já foram empregados, caso do capim-elefante. Em vista disso, objetivou-se estimar a divergência genética entre cultivares de capim-elefante do grupo "Napier" provenientes do Banco Ativo de Germoplasma de capim-elefante da EMBRAPA Gado de Leite, por meio de marcadores RAPD. As reações de polimerase em cadeia com 37 iniciadores arbitrários da série OPERON Technologies proporcionaram 94 bandas polimórficas e 73 monomórficas. Por meio da matriz do complemento do índice de Nei, a análise de agrupamento pelo método de otimização de Tocher indicou a formação de três grupos. Correlação de Pearson entre estimativas de distância genética obtidas a partir dos marcadores de DNA e dos marcadores isoenzimáticos indicaram a consistência de ambos os métodos para a avaliação da divergência genética entre cultivares de capim-elefante. Não foram encontradas duplicatas nos tratamentos avaliados.

Genetic divergence among elephantgrass cultivars assessed by RAPD markers in composit samples

Elephantgrass (Pennisetum purpureum Schum.) is native to regions of tropical Africa and was introduced in Brazil around 1920 through plantings imported from Cuba. It is currently one of the most widespread forage plants throughout the country. At first, there were two cultivars, Napier and Mercker, with well defined characteristics. New genotypes arose and it is believed that the large number of cultivars existing today in germplasm bank is due to duplicates. DNA markers for cultivar characterization are a very valuable tool, especially in situations where morphological and isoenzymatic markers have already been used as in the case of elephantgrass. Thus RAPD markers were used to estimate the genetic divergence among the Napier group elephantgrass cultivars from the elephantgrass Active Germplasm Bank at EMBRAPA Dairy Cattle. The polymerase chain reaction with 37 arbitrary primers from the OPERON Technologies series supplied 94 polymorphic and 73 monomorphic bands. From the matrix of complement of the Nei index, cluster analysis by the Tocher optimization method formed three clusters. Pearson correlation among genetic distance estimates obtained from the DNA markers and the isoenzymatic markers showed the consistency of both the methods in assessing genetic divergence among elephantgrass cultivars. No duplicates were found in the treatments assessed.

O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) é nativo de regiões da África Tropical e foi introduzido no Brasil por volta de 1920, por meio de mudas provenientes de Cuba, e é, atualmente, uma das forrageiras mais difundidas em todo o país. No início de sua utilização, existiam praticamente dois cultivares com características bem definidas, Napier e Mercker. Com o decorrer do tempo, surgiram novos genótipos e acredita-se que o grande número de cultivares existentes atualmente no Banco de Germoplasma da espécie se deva à ocorrência de duplicatas. O uso de marcadores de DNA na caracterização de cultivares constitui uma ferramenta de grande valor, principalmente em situações em que marcadores morfológicos e isoenzimáticos já foram empregados, caso do capim-elefante. Em vista disso, objetivou-se estimar a divergência genética entre cultivares de capim-elefante do grupo "Napier" provenientes do Banco Ativo de Germoplasma de capim-elefante da EMBRAPA Gado de Leite, por meio de marcadores RAPD. As reações de polimerase em cadeia com 37 iniciadores arbitrários da série OPERON Technologies proporcionaram 94 bandas polimórficas e 73 monomórficas. Por meio da matriz do complemento do índice de Nei, a análise de agrupamento pelo método de otimização de Tocher indicou a formação de três grupos. Correlação de Pearson entre estimativas de distância genética obtidas a partir dos marcadores de DNA e dos marcadores isoenzimáticos indicaram a consistência de ambos os métodos para a avaliação da divergência genética entre cultivares de capim-elefante. Não foram encontradas duplicatas nos tratamentos avaliados.