Microbiologia Agrícola
URI permanente para esta coleçãohttps://locus.ufv.br/handle/123456789/190
Navegar
5 resultados
Resultados da Pesquisa
Item Spoilage potential, biofilm formation and blue pigment production by Pseudomonas paracarnis(Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-16) Falqueto, Andressa; Machado, Solimar Gonçalves; http://lattes.cnpq.br/3028459900207953Dairy product contamination with psychrotrophic microorganisms is a concern for the dairy industry. Pseudomonas spp. have been frequently associated with blue pigmentation on the surface of fresh cheeses in recent years, but the structure of this pigment has not yet been elucidated. Furthermore, the production of lipase and protease by the Pseudomonas genus has been studied for many years due to the importance of these enzymatic activities in food spoilage. In addition to the production of hydrolytic enzymes and pigments, this genus is also recognized for its capability of biofilm formation, which represents a great risk for the permanence of Pseudomonas in the industrial environment. The main goal of this work was to evaluate the spoilage potential, biofilm formation capacity, and blue pigment production of Pseudomonas isolated from spoiled cheese. The production of blue pigment by strains belonging to Pseudomonas carnis, Pseudomonas paracarnis, and Pseudomonas fluorescens species was screened in an in vitro approach. Metabolites produced by P. paracarnis A006 were identified using gas chromatography followed by mass spectrometry (GC- MS) after its solubilization and extraction. The influence of different cheese manufacturing parameters on the production of pigments in a cheese-mimicking matrix (mini-cheese) was assessed using Response Surface Methodology (RSM) for Box- Behnken design (BBD). The colorimetric analyses of mini-cheese were carried out to obtain color variations and validation of the RSM approach. The deteriorating potential of the pigmented (P. paracarnis - A006) and non-pigmented (P. fluorescens ATCC 13525) strains was evaluated in vitro and in situ (mini-cheese). Proteolytic and lipolytic activities were quantified using azocasein and p-nitrophenyl palmitate, respectively, as substrates. Its ability of biofilm formation was assessed by applying the crystal violet method. P. paracarnis A006 was selected as the best producer of blue pigment among the evaluated strains, but it was not possible to identify its pigment chemical structure using the GC-MS approach. However, another 114 metabolites were identified. RSM highlighted the use of starter culture containing Lactococcus lactis subsp. cremoris, Lactococcus lactis subsp. lactis and Streptococcus thermophilus, in the cheese-making process, inhibits the multiplication of Pseudomonas. The inoculation of these lactic acid bacteria led to the inhibition of Pseudomonas growth, as well as the acidification of the cheeses reduced the production of blue pigment. The mathematical model defined by RSM determines that the absence of salt, a pH of 6.28 and an inoculum of 1.2 % of starter culture minimize the blue pigment production. The availability of nutrients, time and temperature of incubation interfere with proteolytic and lipolytic activity. P. paracarnis A006 and P. fluorescens ATCC 13525 showed proteolytic above 2.0 ∆A/mL.h, which demonstrate that both strains have a high proteolytic potential. Lipolytic activity of tested strains, like its proteolytic activity, is a strain-dependent characteristic and strongly affected by temperature and incubation time. The results of this work also revealed lower biofilm formation capacity over time at 25°C in both nutritional conditions, except for P. paracarnis A006 cultured in MMP. Eight out of nine genes located in the aprX-lipA operon, which encode genes related to the proteolytic and lipolytic activity, were identified in the genome of P. paracarnis A006 and P. fluorescens ATCC 13525. Therefore, defining cheese-making parameters is an interesting strategy to minimize the technological problems caused by Pseudomonas spp. Regarding this context, the RSM approach proved to be efficient. However, the chemical structure of the blue pigment produced by Pseudomonas spp. must be elucidated to have more information about the factors that can be controlled to minimize its production. Keywords: Response surface methodology. Mini-cheeses. Hydrolytic activity.Item Inhibition of Staphylococcus aureus virulence by Bacillus spp. as a potential therapy to control bovine mastitis(Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-16) Sabino, Yasmin Neves Vieira; Mantovani, Hilario Cuquetto; http://lattes.cnpq.br/0149212201652157S. aureus is a common pathogen of humans and animals that causes long-lasting infections. In the food production sector, bovine mastitis caused by S. aureus is a common disease that severely affects milk production and quality. The treatment of bovine mastitis is challenging due to the resistance of S. aureus to many available antibiotics, and the development of new therapeutic approaches to combat antibiotic resistant bacteria has been a research priority. The objective of this study was to investigate anti-virulence compounds that inhibit hemolytic activity and biofilm formation by S. aureus, which are virulence factors associated with the severity and persistence of bovine mastitis, respectively. We evaluated the capacity of Bacillus spp., a bacterium that produces an arsenal of biologically active metabolites, to produce anti- virulence compounds. The active compounds were identified and characterized, and their mechanisms of action were evaluated. The results showed that Bacillus subtilis and Bacillus velenzesis strains were able to secrete anti-hemolytic and anti-biofilm compounds in their supernatants. The anti-hemolytic activity of Bacillus spp. against S. aureus was attributed to the production of lipopeptides. Crude extracts containing lipopeptides were able to completely abolish the hemolytic activity of S. aureus at certain concentrations. After purification, iturin was the class of lipopeptides that showed the highest anti-hemolytic activity. Molecular docking analyses revealed the ability of iturin to bind to the heptameric structure of hemolysin, both outside and inside the hemolysin pore. In turn, exopolysaccharides produced by both Bacillus species showed a dose-dependent anti-biofilm effect. At a final concentration of 1 mg/mL, exopolysaccharides were able to reduce biofilm formation by up to 83% depending on the S. aureus strains tested. The characterization of the exopolysaccharides revealed that the compounds produced by B. velezensis 87 and B. subtilis TR47II have a similar structure of approximately 30 kDa, composed mainly of glucose and mannose. The results indicated that these exopolysaccharides possibly inhibit biofilm formation mainly due to a modification of the abiotic surface characteristics. In conclusion, the study reveals for the first time the potential use of Bacillus spp. and its metabolites to control the virulence of S. aureus associated with bovine mastitis. Keywords: Staphylococcus aureus. Bovine mastitis. Bacillus spp. Anti-virulence. Biofilm. Hemolysin.Item Avaliação do efeito de um coquetel de bacteriófagos e uma peptideoglicano-hidrolase associada a virion sobre biofilme de bactérias redutoras de sulfato(Universidade Federal de Viçosa, 2021-07-12) Paes, Isabela da Silva; Paula, Sérgio Oliveira de; http://lattes.cnpq.br/0820884110808352O biofilme consiste em um dos grandes associado a indústria de petrolífera, devido à dificuldade na remoção completa dos microrganismos inseridos na matriz. O biofilme formado por BRS é o responsável pelo aumento da concentração de metabólitos corrosivos no interior das instalações metálicas e diferentes abordagens são almejados para mitigar este problema. Os bacteriófagos e suas proteínas líticas, como peptideoglicano-hidrolases associadas a vírions (VAPGH), têm se mostrado uma alternativa para eliminação de microrganismos devido à sua especificidade. No primeiro capítulo deste trabalho foi avaliado o potencial de um coquetel, composto por seis bacteriófagos, na prevenção da formação e remoção do biofilme de culturas mistas de bactérias redutoras de sulfato, isoladas da indústria petrolífera. Foi observado que o coquetel de bacteriófagos proposto preveniu parcialmente a formação do biofilme pela cultura P55(água de injeção]) e P48SEP (separador de produção), e impediu a formação do mesmo para as culturas P48SEP, P55 e P37 (tangue Slop). Ademais, no segundo capítulo foi avaliada a atividade muralítica de uma putativa VAPGH, codificada pelo bacteriófago vB_EcoM-UFV13 e expressa de forma heteróloga, em um sistema procarioto, sobre a formação de biofilme por Escherichia coli. A VAPGH 246 foi expressa a partir da indução com 0,5 mM IPTG e purificada por cromatografia de afinidade. Foi observada a redução significativa do biofilme de E. coli após 24h de tratamento. A presença da enzima, mesmo em baixas concentrações, mostrou ser mais efetivo que o tratamento com o bacteriófago vB_EcoM-UFV13. Desse modo demonstrando o potencial biotecnológico da aplicação de coquetéis fágicos multiespecíficos, assim como potencial das VAPGHs na eliminação e prevenção da formação de biofilmes de diferentes microrganismos. Palavras-chave: Bacteriófagos. VAPGH. Biofilme. Bactérias Redutoras de SulfatoItem Fenótipos relacionados à agressividade de isolados do complexo de espécies Ralstonia solanacearum(Universidade Federal de Viçosa, 2022-12-07) Pereira, Bruna Maria Magro; Zerbini, Poliane Alfenas; http://lattes.cnpq.br/1699435614313133O Complexo de Espécies Ralstonia solanacearum (CERS) agrupa isolados bacterianos de Ralstonia sp. que infectam uma ampla gama de hospedeiros com impacto econômico mundial, infecta mais de 250 espécies de plantas em 54 famílias botânicas. Seus mecanismos de virulência têm se mostrado diversos e podem ser adaptáveis ao hospedeiro e ao ambiente. A formação do biofilme considerada o principal fator que resulta no aparecimento dos sintomas de murcha nas plantas. A formação do biofilme requer uma série de sinalizações e sistemas regulatórios, entre eles, sistemas de comunicação Quorum Sensing (QS). Conhecer os fenótipos relacionados à virulência das espécies desse complexo é fundamental para o desenvolvimento de métodos de controle. Assim, os objetivos do presente estudo foram avaliar os fenótipos relacionados à virulência de isolados obtidos de todo o Brasil e caracterizar a formação do biofilme desses isolados em relação à sua morfologia e capacidade de formação de biofilme, bem como avaliar a motilidade e agressividade em plantas susceptíveis de tomate. Além disso, determinar a produção de moléculas de N- Acil-Homoserina Lactona (AHL) por esses isolados, identificar essa molécula e entender os fenótipos que podem ser regulados pelo mecanismo de QS mediado por AHLs. Neste estudo a diversidade de morfotipos de biofilmes obtidos por microscopia confocal de varredura a laser, além de diferentes padrões de motilidade e morfologia de colônia em vermelho de Congo foi determinada. Observou-se que isolados formadores fracos de biofilme in vitro, podem ser agressivos e formar biofilme na parede do xilema vascular de plantas de tomate. Grande parte dos isolados foram produtores de AHLs. Dois isolados (IBSBF2576 e LPF750) utilizados para a detecção apresentaram a N-butanoil- AHL (C4-AHL), revelando um sistema de QS AI-1 ainda não descrito em R. solanacearum. Para determinar o efeito fenotípico da ausência de AHLs produzidas pelos isolados de R. solanacearum, foi inserido nos isolados IBSBF2576 e LPF750 um plasmídeo expressando uma lactonase que realiza a quebra do anel lactona das AHLs. Foi observado importante alteração da formação do biofilme in vitro, além de redução expressiva das motilidades twitching, swarmming e swimming, aumento da resistência ao estresse oxidativo e manutenção da ausência de agressividade em tomates. Esses resultados reforçam que a diversidade genética presente no CERS é refletida nos fenótipos de virulência e formação do biofilme, além disso a descoberta de uma nova molécula de AHL produzida por R. solanacearum demonstra à existência de uma grande diversidade de mecanismos de comunicação QS. Ambos, virulência e QS precisam ser amplamente estudados para conhecer cada vez mais os fatores que estão relacionados com a agressividade de R. solanacearum e sua variabilidade. Palavras-chave: Ralstonia solanacearum. Quorum sensing. Agressividade.Item Tubulavírus: evolução, taxonomia e interação com seu hospedeiro(Universidade Federal de Viçosa, 2022-02-08) Rezende, Rafael Reis de; Alfenas-Zerbini, Poliane; http://lattes.cnpq.br/1345754571046369Os tubulavírus são vírus filamentosos que infectam procariotos sem causar lise celular. O processo de infecção por esses vírus, em muitos casos, induz modificações no perfil fenotípico do hospedeiro. Alguns tubulavírus que infectam bactérias fitopatogênicas dos gêneros Ralstonia e Xanthomonas geram modificações do perfil fenotípicos, em alguns casos aumento em outros redução da patogenicidade dessas bactérias. A biologia e a aplicação biotecnológica dos tubulavírus têm sido amplamente exploradas, mas estudos sobre a interação com hospedeiros e evolução deste grupo de vírus são escassos. As bactérias do complexo de espécies Ralstonia solanacearum (CERS) são habitantes naturais do solo capazes de infectar e matar plantas. Estas bactérias migram do solo para o xilema através das raízes da planta, onde desenvolvem um denso biofilme que interrompe o fluxo do xilema, causando a morte das plantas. Ralstonia solanacearum inovirus Brazil 1 (RSIBR1) é um tubulavírus que infecta a bactéria Ralstonia solanacearum isolado UB2014, o qual é incapaz de causar morte em plantas de tomates. Para determinar se há relação entre a ausência de patogenicidade da R. solanacearum e a infecção pelo RSIBR1, o isolado Ralstonia pseudosolanacearum GMI1000 agressivo foi infectado com o RSIBR1. Após a infecção o isolado R. pseusosolanacearum perdeu a capacidade de causar em morte de plantas de tomate, porém foi capaz de colonizar as plantas ao longo do tempo. Portanto, este trabalho teve como objetivo ampliar o entendimento da interação tubulavírusRalstonia, bem como estudar a evolução dos tubulavírus e propor um sistema para sua classificação taxonômica. Observamos que a evolução dos tubulavírus é principalmente impulsionada pelos hospedeiros e que a reconstrução filogenética a partir de genomas completos dos tubulavírus pode ser uma ferramenta adequada para a classificação desse grupo de vírus, que permite associar sua história evolutiva com suas características biológicas. Estudo de formação de biofilme in vitro mostrou que a infecção pelo RSIBR1 induz um aumento na produção de biofilme pela bactéria Ralstonia pseudosolanacearum; modula a produção de biofilme em diferentes condições como a disponibilidade ou ausência de glicose e nutrientes; induz a perda da motilidade do tipo swimming, e reduz da motilidade do tipo twitching. Além disso, a infecção pelo RSIBR1 altera a estrutura do biofilme da bactéria R. pseudosolanacearum com estrutura semelhante a tapete para um biofilme com estruturas com estruturas esféricas. Além disso, a infecção por RSIBR1 leva a uma redução na produção das vesículas externas, afeta a quantidade de DNA e proteínas nestas vesículas. For fim, também detectamos que o RSIBR1 expressa dois RNAs pequenos. Em conjuntos, esses fatores podem estar envolvidos na conversão fenotípica das bactérias do CERS. Palavras-chave: Tubulavírus. Complexo de espécie Ralstonia solanacearum. Biofilme. Vesículas extracelulares. Pequenos RNAs regulatórios. Evolução dos tubulavírus. Taxonomia de tubulavírus.