The Microbiota of a Mite Prey-predator System on Different Host Plants Are Characterized by Functional Redundancy and Dysbiosis

Microbiota have diverse roles in the life cycles of their hosts, affecting their growth, development, behavior, and reproduction. Changes in physiological conditions of the host can also impact the assemblage of host-associated microorganisms. However, little is known of the effects of host plant–prey–predatory mite interactions on mite microbiota. We compared the microbial communities of eggs and adult females of the two˗spotted spider mite Tetranychus urticae Koch (Acari: Tetranychidae) and of adult females of the predatory mite Neoseiulus californicus (McGregor) (Acari: Phytoseiidae) on four different host plants (cotton, maize, pinto bean, and tomato) by metabarcoding sequencing of the V3–V4 region of the 16S ribosomal RNA gene (16S rRNA), using the Illumina MiSeq platform. Only the egg microbiota of T. urticae was affected by the host plant. The microbiota of the predatory mite N. californicus was very different from that of its prey, and the predator microbiota was unaffected by the different host plant–prey systems tested. Only the microbiota of the eggs of T. urticae carried Serratia as a high fidelity-biomarker. Biomarker bacteria were also detected in the microbiota of adult females of T. urticae and N. californicus, with different biomarkers in each host-plant species. The microbiota associated with eggs and adult females of T. urticae and adult females of N. californicus differed in their potential contributions to the host mite.

Phân lập và tuyển chọn vi khuẩn có khả năng phân hủy protein và cellulose từ các nguồn rác thải hữu cơ được thu tại thành phố Cần Thơ

Nghiên cứu được thực hiện với mục tiêu phân lập các dòng vi khuẩn (VK) có khả năng phân huỷ protein và cellulose từ các nguồn rác thải hữu cơ; và khảo sát ảnh hưởng của VK lên sự sống sót của trùn quế (Perionyx excavates). Mẫu rác thải hữu cơ được thu từ các chợ, quán ăn và các hộ gia đình để phân lập VK có khả năng tiết enzyme protease và cellulase. Kết quả phân lập được 58 dòng VK. Trong đó, 46 dòng có khả năng tiết ra enzyme protease và 12 dòng có khả năng tiết enzyme cellulase. Kết quả đánh giá khả năng phân hủy thịt vụn, cá vụn và rau cải thừa đã tuyển chọn được 6 dòng VK có tiềm năng là pAT3, pPT, pTVC3, cAT1, cTA1 và cCR. Năm dòng VK được định danh sử dụng phương pháp sinh học phân tử ở vùng gene 16S rRNA và xác định đến mức độ loài và 1 dòng chưa được định danh. Sáu dòng VK này giúp giảm mùi hôi của rác phân hủy và không ảnh hưởng đến sự sống sót và sinh trưởng của trùn quế trong điều kiện phòng thí nghiệm.

Molecular Detection of Borrelia Bacteria in Cerebrospinal Fluid-Optimisation of Pre-Analytical Sample Handling for Increased Analytical Sensitivity

The main tools for clinical diagnostics of Lyme neuroborreliosis (LNB) are based on serology, i.e., detection of antibodies in cerebrospinal fluid (CSF). In some cases, PCR may be used as a supplement, e.g., on CSF from patients with early LNB. Standardisation of the molecular methods and systematic evaluation of the pre-analytical handling is lacking. To increase the analytical sensitivity for detection of Borrelia bacteria in CSF by PCR targeting the 16S rRNA gene, parameters were systematically evaluated on CSF samples spiked with a known amount of cultured Borrelia bacteria. The results showed that the parameters such as centrifugation time and speed, the use of complementary DNA as a template (in combination with primers and a probe aiming at target gene 16S rRNA), and the absence of inhibitors (e.g., erythrocytes) had the highest impact on the analytical sensitivity. Based on these results, a protocol for optimised handling of CSF samples before molecular analysis was proposed. However, no clinical evaluation of the proposed protocol has been done so far, and further investigations of the diagnostic sensitivity need to be performed on well-characterised clinical samples from patients with LNB.

ANÁLISE IN SILICO PARA DEFINIÇÃO DE COMMON CORE MICROBIANO ASSOCIADO À DEGRADAÇÃO DE SURFACTANTE ANIÔNICO ALQUILBENZENO LINEAR SULFONADO (LAS)

Introdução: O alquilbenzeno linear sulfonado é o surfactante aniônico de maior interesse econômico, correspondendo a 84% do mercado no Brasil, e 45% no mundo. Sua rota de biodegradação envolve reações de adição de fumarato, β-oxidação, clivagem do anel aromático e dessulfonação. Tratando-se de um processo complexo, o uso de consórcios microbianos possibilita usufruir de diferentes metabolismos para a degradação do LAS. Contudo, nota-se uma escassez na literatura acerca dos microrganismos que desempenham papel fundamental na degradação do surfactante em reatores biológicos. Portanto, o presente trabalho visa preencher esta lacuna por meio do estudo de sequências de gene 16S rRNA obtidas em amostras utilizadas para testar a degradação de LAS, em biorreatores de diferentes configurações e contendo inóculos de origens distintas, presentes na literatura. Objetivos: Definir o common core microbiano associado à degradação do surfactante aniônico Alquilbenzeno Linear Sulfonado (LAS) em biorreatores, por meio da avaliação da diversidade e riqueza microbiana do Domínio Archaea e Bacteria, e predição do perfil funcional das taxonomias obtidas. Material e métodos: Utilizaram-se 52 amostras de sequências de gene 16S rRNA, obtidas de 12 artigos presentes na literatura, que estudaram a remoção biológica de LAS em águas residuárias reais. Para a análise das sequências, utilizou-se a plataforma QIIME 2 e seus plug-ins, a ferramenta Tax4Fun e software R. Resultados: Os filos mais abundantes encontrados foram Proteobacteria e Bacteroidota, e gêneros Methanosaeta e C39. Dentre os common core, o gênero SJA-28 (filo Bacteroidota) foi o mais presente. A enzima fumarate reductase, relacionada à adição de fumarato, foi pouco abundante entre as amostras. Para a reação de β-oxidação, a enzima 3-oxoacyl-acyl- reductase foi predominante. As enzimas relacionadas ao processo de dessulfonação encontradas na literatura foram registradas no presente trabalho. Nenhuma enzima produzida durante a clivagem do anel aromático foi registrada durante a análise. Conclusão: Não foram encontrados gêneros em comum entre todas as amostras analisadas. O perfil funcional relacionado à reação de β-oxidação foi mais abundante, quando comparada às outras reações. Os resultados alcançados pelo presente estudo aumentam o conhecimento sobre a composição taxonômica e funcional existente e compartilhada entre diferentes ambientes associados à degradação do surfactante LAS.

KARAKTERISASI DAN IDENTIFIKASI MOLEKULER BAKTERI PENGHASIL ENZIM PROTEASE DARI TEMPE YANG DIPERJUALBELIKAN DI PASAR LUBUK PAKAM

Protease enzyme is an enzyme that is important in protein breakdown. Animals, plants as well as microorganisms such as bacteria can produce this protease enzyme. In its application protease enzymes can be used in the pharmaceutical industry, detergent industry, skin products as well as food products. Tempe is one of the traditional food products that have been known for a long time, tempeh is made from soybean seeds fermented by mushrooms. Molecular identification can use polymerase chain reaction (PCR) method, PCR is the process of multiplying a certain nucleotide sequence using enzymatic processes in vitro. The presence of protein content in tempeh can be possible the presence of bacteria that can break down proteins in the tempeh, especially tempeh that has been fermented about 48-72 hours. Based on the results of characterization and identification of 5 isolates of tempeh post-fermentation 72 hours, positive results of protease enzymes found in isolate TPLP-1, TPLP-2 and TPLP-5, with the largest zone diameter in isolate TPLP-2 50 mm, then isolate with the highest protease enzyme activity isolate TPLP-2 molecularly identified by identifying the gene 16S rRNA which is subsequently included in the BLAST program and obtained by isolate TPLP-2 identified as Pseudomons stuastzeri.

Bioprospecção e caracterização de bactérias produtoras de celulase a partir do solo do Cerrado brasileiro

Este trabalho descreve a bioprospecção e a caracterização de bactérias produtoras de celulase isoladas de solo obtido em uma região preservada do bioma Cerrado, em Uberaba, Brasil. A atividade celulolítica foi confirmada em 14 das 84 linhagens bacterianas isoladas. De acordo com a quantificação enzimática, cinco isolados foram selecionados como os melhores produtores de celulase e com base no sequenciamento parcial do gene 16S rRNA foram identificadas como Bacillus siamensis (isolado AB-9; 5.000U/mL), Bacillus toyonensis (isolado AB-1; 4.630U/mL), Bacillus methylotrophicus (isolados MB-3; 4.236U/mL e MP-7; 4.282U/mL) e Bacillus drentensis (isolado ME-2; 4.444U/mL). O extrato enzimático obtido de B. siamensis AB-9 foi o mais estável em diferentes valores de pH (2-8), mantendo sua atividade celulolítica, enquanto B. toyonensis AB-1 e B. methylotrophicus MP-7 produziram celulases com atividade máxima em pH 7 e 8. As celulases produzidas por B. siamensis AB-9 e B. toyonensis AB-1 apresentaram alta atividade enzimática em todas as temperaturas analisadas (10-80°C), enquanto as celulases de B. methylotrophicus MB-3 apresentaram atividade máxima na faixa de 20-70°C. Até o momento, esta é a primeira vez que bactérias produtoras de celulase isoladas do bioma Cerrado brasileiro na região do Triângulo Mineiro com potencial aplicação biotecnológica são descritas.

Produção de carotenoide-sarcinaxantina a partir micrococcus luteus isolado do semiárido brasileiro e suas atividades biológicas

Este estudo relata a investigação de carotenoides produzidos por dois isolados bacterianos (FT-9.12 e FT-5.10) de solo do Domínio Caatinga e avalia suas atividades biológicas. Os isolados bacterianos pigmentados foram identificados por análises bioquímicas e moleculares (sequenciamento do gene 16S rRNA) como Micrococcus luteus. Os carotenoides foram caracterizados através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, e mostraram perfis cromatográficos semelhantes para ambos os isolados FT-9.12 e FT-5.10, apresentando como compostos majoritários o carotenoide sarcinaxantina e seus derivados (Tempo de retenção 3,88 min e 4,03 min), respectivamente. As atividades antioxidantes foram determinadas por métodos in vitro, destacando-se o método de inibição da oxidação do β-caroteno que exibiu uma taxa de 78,65(±7,046)% para M. luteus FT-9.12. O valor de Fator de Proteção Solar (FPS) foi de 4,26(±0,83) para o isolado M. luteus FT-5.10. A partir dos resultados obtidos, M. luteus demonstrou capacidade de produzir um carotenoide raro, sarcinaxantina, com potencial para composição de formulações antioxidantes e fotoprotetoras.

Profiling temporal dynamics of acetogenic communities in anaerobic digesters using next-generation sequencing and T-RFLP

Acetogens play a key role in anaerobic degradation of organic material and in maintaining biogas process efficiency. Profiling this community and its temporal changes can help evaluate process stability and function, especially under disturbance/stress conditions, and avoid complete process failure. The formyltetrahydrofolate synthetase (FTHFS) gene can be used as a marker for acetogenic community profiling in diverse environments. In this study, we developed a new high-throughput FTHFS gene sequencing method for acetogenic community profiling and compared it with conventional terminal restriction fragment length polymorphism of the FTHFS gene, 16S rRNA gene-based profiling of the whole bacterial community, and indirect analysis via 16S rRNA profiling of the FTHFS gene-harbouring community. Analyses and method comparisons were made using samples from two laboratory-scale biogas processes, one operated under stable control and one exposed to controlled overloading disturbance. Comparative analysis revealed satisfactory detection of the bacterial community and its changes for all methods, but with some differences in resolution and taxonomic identification. FTHFS gene sequencing was found to be the most suitable and reliable method to study acetogenic communities. These results pave the way for community profiling in various biogas processes and in other environments where the dynamics of acetogenic bacteria have not been well studied.

Phân lập và tuyển chọn một số dòng vi khuẩn từ lá thực vật có khả năng kích thích sinh trưởng cây trồng

Nghiên cứu thực hiện nhằm phân lập vi khuẩn kích thích sinh trưởng cây trồng từ lá thực vật. Môi trường nuôi cấy ammonium mineral salt (AMS) được sử dụng để phân lập vi khuẩn. Kết quả đã phân lập được 28 dòng vi khuẩn từ lá của 6 loài thực vật khác nhau gồm mồng tơi (Basella rubra L.), hoa hồng (Rosa chinensis Jacq.), chiều tím (Ruellia brittoniana), cỏ đậu (Arachis pintoi), cơm nguội (Ardisia quinquegona Blume) và bình bát dây (Coccinia grandis (L) Voigt) dựa trên hình thái và màu sắc của khuẩn lạc. Các chỉ tiêu về tỉ lệ nảy mầm, chiều dài rễ, chiều cao chồi và số rễ của hạt bắp được khảo sát để đánh giá khả năng kích thích sinh trưởng của các dòng vi khuẩn phân lập. Các dòng vi khuẩn phân lập có hình thái khuẩn lạc và tế bào rất đa dạng. Hai dòng vi khuẩn ký hiệu HH5 và MT6 làm gia tăng tỉ lệ nảy mầm và sinh trưởng của hạt bắp tốt nhất trong các dòng vi khuẩn phân lập. Bên cạnh đó, nghiên cứu còn cho thấy ở mật số 106 CFU.mL-1 cả hai dòng vi khuẩn giúp gia tăng tỉ lệ nảy mầm và sinh trưởng của cây bắp tốt hơn so với mật số 107, 108 và 109 CFU.mL-1. Kết giải mã trình tự đoạn gene 16S rRNA cho thấy hai dòng vi khuẩn HH5 và MT6 lần lượt có mối quan hệ gần...

Metabolic pathways inferred from a bacterial marker gene illuminate ecological changes across South Pacific frontal boundaries

Global oceanographic monitoring initiatives originally measured abiotic essential ocean variables but are currently incorporating biological and metagenomic sampling programs. There is, however, a large knowledge gap on how to infer bacterial functions, the information sought by biogeochemists, ecologists, and modelers, from the bacterial taxonomic information (produced by bacterial marker gene surveys). Here, we provide a correlative understanding of how a bacterial marker gene (16S rRNA) can be used to infer latitudinal trends for metabolic pathways in global monitoring campaigns. From a transect spanning 7000 km in the South Pacific Ocean we infer ten metabolic pathways from 16S rRNA gene sequences and 11 corresponding metagenome samples, which relate to metabolic processes of primary productivity, temperature-regulated thermodynamic effects, coping strategies for nutrient limitation, energy metabolism, and organic matter degradation. This study demonstrates that low-cost, high-throughput bacterial marker gene data, can be used to infer shifts in the metabolic strategies at the community scale.