Seed phytochemicals shape the community structures of cultivable actinobacteria-inhabiting plant interiors of Thai pigmented rice

We examined abundance, bioactivity, and endophytism of cultivable actinobacteria isolated from plant interiors of two Thai pigmented rice cultivars: Hom Nin (HN) rice and Luem Pua (LP) glutinous rice. Both rice cultivars housed the same amount of endophytic actinobacteria (33 isolates each). Microbispora (76%) and Streptomyces (73%) were the predominant endophytic actinobacteria of LP glutinous rice and HN rice, respectively. Sphaerisporangium (9%) was found only in LP glutinous rice. Twelve percent of endophytic actinobacteria was the possibility of discovering novel species from both rice cultivars. Most endophytic actinobacteria exhibited plant growth‐promoting potentials, including antimicrobial activity against test bacteria and phytopathogenic fungi, solubilization of phosphate, and production of biostimulants (i.e., ammonia, indole‐3‐acetic acid, and siderophore) and biocatalysts (i.e., amylase, cellulase, chitinase, lipase, and protease). Our findings revealed that seed phytochemicals of pigmented rice (e.g., anthocyanin, γ‐oryzanol, phytate, antioxidants, and content of amylose) were effectors, shaping the community structures and biofunctions of endophytic actinobacteria. We conclude that pigmented rice is yet a challenging source for discovery of bioactive and novel actinobacteria. This study also provides new insights into the plant‐endophyte interactions by which seed phytochemicals act as a primary checkpoint in the natural selection for establishing unique plant endophytomes

Estudo do impacto no meio ambiente pelo processamento da farinha de mandioca no Município de São Felipe, Bahia.

O município de São Felipe localiza-se a uma latitude 12º50'50" sul e a uma longitude 39º05'22" oeste estando a uma altitude de 195 metros. Possui uma área de 198,71 km² uma população de aproximadamente 21.000 habitantes. Das atividades agrícolas destaca-se o cultivo da mandioca com técnicas ainda rudimentares. O Brasil é o segundo produtor de mandioca do mundo, sendo a planta resistente nas diferentes condições de cultivo, encontrada em todos os estados brasileiros. As utilizações culinárias caseiras da mandioca não acumulam resíduo significativo, pela pequena quantidade processada. Contudo, quando o processamento é maior, os subprodutos podem vir a apresentar problemas de disposição e soluções deverão ser encontradas. O processamento industrial da mandioca causa sérios problemas ambientais na disposição de resíduos, como poluição de rios, do solo, lençol freático e mortandade de peixes. Apesar dos agricultores serem familiarizados com a mandioca, desconhecem as variedades, os impactos que seus resíduos causam ao meio ambiente e o aproveitamento dos resíduos como uma fonte de sustentabilidade.PDF.035

Ocular experimental leishmaniasis in C57BL/10 and BALB/c mice induced by Leishmania amazonensis infection

AbstractThere are few studies on human ocular leishmaniasis found in the literature. The purpose of this study was to describe experimental ocular leishmaniasis, caused by Leishmania amazonensis evaluating two different infection routes: intravitreal and instillation in C57BL/10 and BALB/c mice. In this work all animals presented low anti-Leishmania IgM and IgG titers regardless of the infection route or mouse strain. The histopathological eye analysis showed that the mice inoculated by the intravitreal route developed more severe lesions, presenting parasites in the anterior region of the eye 60days after infection. The C57BL/10 mice presented cells containing parasitophorous vacuoles associated with pigmented cells and inflammatory infiltrate, which included mast cells. Ninety days after infection no parasites could be found in either mouse strain, which led us to hypothesize that parasites had been eliminated. In this context, we show that both intravitreal and instillation routes were effective in promoting ocular leishmaniasis infections in C57BL/10 and BALB/c mice. There were no differences in the parasite infection between the two mouse models and it mimicked the ocular lesions described in symptomatic dogs in endemic areas of visceral leishmaniasis

Properties of bacterial endophytes and their proposed role in plant growth

Bacterial endophytes live inside plants for at least part of their life cycle. Studies of the interaction of endophytes with their host plants and their function within their hosts are important to address the ecological relevance of endophytes. The modulation of ethylene levels in plants by bacterially produced 1-aminocyclopropane-1-carboxylate deaminase is a key trait that enables interference with the physiology of the host plant. Endophytes with this capacity might profit from association with the plant, because colonization is enhanced. In turn, host plants benefit by stress reduction and increased root growth. This mechanism leads to the concept of 'competent' endophytes, defined as endophytes that are equipped with genes important for maintenance of plant-endophyte associations. The ecological role of these endophytes and their relevance for plant growth are discussed here.</p

Microbiome diversity and composition in the phylogenetically related marine sponges S. spinosulus and I. variabilis

In this Thesis the theory of a uniform prokaryotic community associated with marine sponges was challenged. To this end, an in-depth inspection of the abundance, diversity, and composition of prokaryotic communities in the phylogenetically related marine sponges S. spinosulus and I. variabilis was undertaken. The within-habitat, between-habitat and temporal dynamics of these communities were disclosed. Further, an innovative approach to measure bacterial cultivation bias in the characterization of these communities was employed. Using state-of-the-art imaging technologies, both sponge species were classified as high microbe abundance sponges and bacterial cells were shown to be mainly associated with sponge cells and to neglect the sponge skeleton. PCR-DGGE fingerprinting was initially used and revealed that, within the same habitat, distinct bacterial communities were associated with S. spinosulus and I. variabilis. This was latter confirmed by 454 pyrosequencing of the same communities. Further, when two different cultivation-independent methods were applied to profile the bacterial communities associated with these hosts, a similar structure was obtained for S. spinosulus specimens, whereas the same was not true for I. variabilis. Using a common cultivation-dependent method, an alike bacterial community was detected in both sponge species, as opposed to the species-specific profiles obtained via cultivation-independent methods. Unexpectedly, around half of the OTUs recovered with the cultivation-dependent method was exclusive to this procedure. When between-habitat comparisons were made, replicates from the same sponge species were more similar to one another than replicates of different species independently of the sampling sites. Furthermore, the bacterial community associated with S. spinosulus displayed a state of dynamic stability over three consecutive years, whereby about half of the observed S. spinosulus could be detected in all sampling years. Remarkably, the archaeal community associated with S. spinosulus was dominated by one single OTU affiliated with Nitrosopumilus sp., a known ammonia-oxidizer. Overall, the prokaryotic community associated with S. spinosulus and I. variabilis was species-specific, and these communities were also maintained across biogeographical and temporal gradients, however the environmental also played a role.Esponjas marinhas são conhecidas por abrigar uma comunidade microbiana diversa e complexa. Inúmeros compostos bioativos têm sido isolados destes animais e acredita-se que os simbiontes sejam os produtores de pelo mesmo parte destes metabolitos, revelando assim um grande potencial biotecnológico. Uma das teorias desenvolvidas na área de microbiologia de esponjas marinhas estabelece que a composição da comunidade procariótica associada a estes animais é uniforme. Com o objectivo de testar esta teoria com acurácia, a abundância, diversidade e composição da comunidade procariótica em duas espécies de esponja pertencentes à família Irciniidae (classe Demospongiae, ordem Dictyoceratida), nomeadamente Sarcotragus spinosulus e Ircinia variabilis, foram investigadas em profundidade na presente Tese. Estas comunidades simbióticas foram caracterizadas em espécimes de ambas as espécies recolhidas em um mesmo habitat (costa do Algarve), em habitats diferentes (na costa do Algarve assim como nos arquipélagos da Madeira e dos Açores) e ao longo de três anos consecutivos (costa do Algarve). No último caso, foram coletadas apenas espécimes de S. spinosulus. Para além das espécimes de esponja, foram também recolhidas, em réplicas, amostras da água do mar circundante às esponjas e de sedimentos. Uma abordagem inovadora foi implementada para averiguar a eficiência de um método tradicional de cultivo na caracterização das comunidades procarióticas. Inúmeras técnicas foram empregadas à avaliação destas comunidades, especialmente de biologia molecular, tais como PCR-DGGE (reação em cadeia da polimerase – eletroforese em gel de gradiente denaturante) e pirosequenciação em massa com o uso da tecnologia 454. A abundância procariótica analisada com microscopia de epifluorescência em espécimes coletadas em um mesmo habitat revelou que: i) S. spinosulus abriga uma abundância procariótica significativamente maior quando comparada com I. variabilis e ii) a abundância detectada nas duas espécies de esponjas é significativamente superior, em 4 a 5 ordens de magnitude, à abundância procariótica encontrada na água do mar. Com base nesses resultados, S. spinosulus e I. variabilis foram classificadas como esponjas de alta abundância microbiana (“high microbial abundance sponges”). A comunidade bacteriana foi inicialmente investigada via PCR-DGGE, revelando em S. spinosulus uma menor variabilidade entre as réplicas e foi diferente da observada em I. variabilis, que mostrou maior variabilidade entre os replicados. Além disso, as comunidades bacterianas associadas às duas espécies de esponja foram distintas da observada na água do mar coletada nas proximidades das esponjas. Consequentemente, a comunidade bacteriana associada com S. spinosulus e I. variabilis é específica de cada espécie de esponja e distinta do ambiente. Os efeitos dos métodos independentes de cultivo e dependente de cultivo para a obtenção do DNA (ácido desoxirribonucleico) microbiano associado às esponjas foram determinados via PCR-DGGE e pirosequenciação em massa. A estrutura das comunidades bacterianas associadas à S. spinosulus acedidas pelos métodos independentes de cultivo foi semelhante, enquanto o oposto foi observado para I. variabilis. Portanto, os resultados obtidos com a pirosequenciação em massa confirmaram que a comunidade bacteriana é especificamente associada a cada espécie de esponja. Porém quando o método dependente de cultivo foi usado, a comunidade bacteriana nas duas espécies de esponja foi similar, em oposição aos perfis específicos das espécies obtidas por métodos independentes de cultivo. Surpreendentemente, por volta da metade das OTUs (Unidades Taxonómicas Operacionais definidas a uma similaridade de 97% entre sequências do gene 16S do RNA ribossômico) obtidas com este método foi exclusiva deste procedimento. Este resultado demonstra o potencial deste procedimento para a seleção e detecção de filotipos bacterianos menos abundantes que são enriquecidos pelo meio e condições de cultivo, como temperatura e tempo de incubação. Para além disso, a localização e distribuição de células bacterianas associadas às esponjas S. spinosulus e I. variabilis foram determinadas via hibridação in situ por fluorescência juntamente com microscopia eletrônica confocal de varredura (FISH-CLSM). Esta análise revelou que a grande maioria das células procarióticas foram encontradas associadas às células do mesoílo das esponjas e raramente associadas às fibras e filamentos (estruturas de suporte das esponjas), indicando existir uma troca de metabolitos entre a esponja e os simbiontes. De maneira geral a maioria das células bacterianas tinham a forma cocoíde e estavam entre as células das esponjas, de onde colônias bacterianas com alta abundância foram observadas. Quando as comparações entre habitat foram feitas, incluindo as espécies de esponjas, água do mar circundante às esponjas e de sedimentos, observou-se a formação de cinco grupos distintos. Independentemente dos locais onde as amostras foram recolhidas, todas as réplicas de S. spinosulus, Ircinia spp. e Spongia sp. agruparam entre si. O mesmo foi observado com as réplicas de sedimentos. Entretanto, as amostras de água do mar formaram três grupos distintos de acordo com o local de recolha. Para finalizar, a comunidade bacteriana associada à S. spinosulus exibiu um estado de estabilidade dinâmica ao longo de três anos consecutivos, sendo que cerca de metade dos simbiontes observados em S. spinosulus pode ser detectado em todos os anos de amostragem. Notavelmente, a comunidade de Archaea associada à S. spinosulus foi dominada por uma única OTU afiliada com Nitrosopumilus sp., conhecida por sua capacidade em oxidar amônia em condições aeróbicas. Todos os resultados apresentados nessa Tese sugerem uma importância fundamental dos simbiontes para a funcionalidade das esponjas marinhas e, devido à proximidade das células bacterianas com as células ativas da esponja é bastante provável que as mesmas executem funções vitais para manutenção da saúde e desenvolvimento das esponjas. Esta Tese suporta a teoria que a comunidade procariótica é na verdade específica de cada espécie de esponja, então refutando a visão de uniformidade. Está comunidade também foi mantida em diferentes gradientes biogeográficos e temporal. Finalmente, fatores ambientais também desempenham uma importante função como reservatório de bactérias simbiontes para as esponjas marinhas, com destaque para a comunidade encontrada nos sedimentos.Universidade do Algarve, Faculdade de Ciências e Tecnologi

The 125th anniversary of the first postulation of the soil origin of endophytic bacteria – a tribute to M.L.V. Galippe

In both managed and natural ecosystems, a wide range of various non-nodulating bacteria can thrive as endophytes in the plant interior, and some can be beneficial to their hosts (Hallmann and Berg 2007; Reinhold-Hurek and Hurek 2011). Colonizationmechanisms, the ecology and functioning of these endophytic bacteria as well as their interactions with plants have been investigated (Hardoim et al. 2008; Compant et al. 2010). Although the source of colonization can also be the spermosphere, anthosphere, caulosphere, and the phyllosphere,most endophytic bacteria are derived from the soil environment (Hallmann and Berg 2007; Compant et al. 2010)

Microbial communities and bioactive compounds in marine sponges of the family Irciniidae-a review

Marine sponges harbour complex microbial communities of ecological and biotechnological importance. Here, we propose the application of the widespread sponge family Irciniidae as an appropriate model in microbiology and biochemistry research. Half a gram of one Irciniidae specimen hosts hundreds of bacterial species-the vast majority of which are difficult to cultivate-and dozens of fungal and archaeal species. The structure of these symbiont assemblages is shaped by the sponge host and is highly stable over space and time. Two types of quorum-sensing molecules have been detected in these animals, hinting at microbe-microbe and host-microbe signalling being important processes governing the dynamics of the Irciniidae holobiont. Irciniids are vulnerable to disease outbreaks, and concerns have emerged about their conservation in a changing climate. They are nevertheless amenable to mariculture and laboratory maintenance, being attractive targets for metabolite harvesting and experimental biology endeavours. Several bioactive terpenoids and polyketides have been retrieved from Irciniidae sponges, but the actual producer (host or symbiont) of these compounds has rarely been clarified. To tackle this, and further pertinent questions concerning the functioning, resilience and physiology of these organisms, truly multi-layered approaches integrating cutting-edge microbiology, biochemistry, genetics and zoology research are needed.Portuguese Foundation [PTDC/MAR/101431/2008, PTDC/BIA-MIC/3865/2012]; European Regional Development Fund (ERDF) through the Operational Competitiveness Programme (COMPETE); national funds through FCT (Foundation for Science and Technology) [PEst-C/MAR/LA0015/2011]; FCT [SFRH/BD/60873/2009]info:eu-repo/semantics/publishedVersio