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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.87.2019.tde-25062021-132318
Documento
Autor
Nome completo
Karent Jurleyd Romero Gutierrez
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Araujo, Welington Luiz de (Presidente)
Galhardo, Rodrigo da Silva
Maldonado, Gabriel Padilla
Ribeiro, Manuella Nóbrega Dourado
Título em português
Diversidade genética e fisiológica de Burkholderia spp. isoladas de diferentes hospedeiros
Palavras-chave em português
Burkholderia spp.
Complexo Burkholderia cepacia
Controle Biológico
Ecologia Microbiana. Biotecnologia
Resumo em português
Bactérias do gênero Burkholderia são dominantes na rizosfera de cana-de-açúcar. Este gênero inclui mais de 117 espécies capazes de colonizar diferentes nichos no solo, água, plantas ou animais, podendo ser patogênicas para as plantas e animais, principalmente em pacientes imunocomprometidos. Além disso, apresentam potencial aplicação no controle biológico de fitopatógenos, como promotores de crescimento vegetal, biorremediação e produtores de moléculas de interesse na medicina, agricultura e indústria. A linhagem B. seminalis TC3.4.2R3, isolada endofiticamente de raiz de cana-de-açúcar, tem a capacidade de inibir fungos e bactérias patogênicas. Estudos anteriores mostraram que esta linhagem pode controlar fitopatógenos in planta e in vitro.Tendo em vista que membros do gênero Burkholderia podem viver comensalmente em plantas e serem patogênicas a animais, no presente estudo, a diversidade genética e fisiológica dequinze isolados de Burkholderia spp. obtidos de diferentes ambientes foi avaliada por meio da técnica de MLSA (Multilocus sequence analysis) utilizando a sequência dos genes rRNA 16S, atpD (subunidade beta da ATP sintase), gltB (Glutamato sintase de cadeia curta), gyrB (DNA girase, subunidade B), e trpB (Sintase do Triptofanocadeia beta), antagonismo contra os fungos fitopatogênicos (Ceratocystis paradoxa, Fusarium verticillioides, Aspergillus fumigatus, Colletotrichum sp., Ceratocystis fimbriata) e bactérias patogênicas (Escherichia coli, Bacillus sp., Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa muti-resistente), b) virulência a Galleria mellonella (inseto), c) controle da necrose de orquídea causada por B. gladioli e d) suscetibilidade a antibióticos de diferentes classes. A análise genotípica permitiu identificar a população de Burkholderia com isolados pertencentes às espécies B. stabilis (93RZ e 67SI), B. seminalis, B. contaminans, B gladioli e B. cenocepacia. Foi observado que 100% dos isolados foi capaz de inibir o fungo C. fimbriata e Colletotrichum sp., 93% inibiu o fungo C. paradoxa e 87% inibiu os fungos F. verticillioide e A. fumigatus. Em relação a atividade antibacteriana, foi observada que 67% dos isolados inibiu a bactéria E. coli, 87% Bacillus sp., 100% S. aureus e nenhum isolado foi capaz de inibir à cepa multirresistente de P. Aeruginosa. Foi observado que 70% dos isolados foi capaz de controlar a necrose de orquídea, inibindo completamente os sintomas de B. gladioli. E 40% dos isolados causaram 100% de mortalidade de larvas. Adicionalmente, na análise da sensibilidade a diferentes antibióticos, foi observado que 100% das linhagens é sensível a Ceftazidima e Cefepima (Cefalosporinas), Levofloxacina (Quinolona), Meropenem (Carbapenem), Tigeciclina (Glicilciclina), Piperacilina+Tazobactam (β-lactama) e cloranfenicol (anfenicol), enquanto 33% foi sensível a Piperacilina, 13% a Carbenicillin, 66% a Aztreonam (Monobactâmicos), 80% a Imipenema (Carbapenêmicos), 93% a Sulfametonazol- Trimetoprima (Sulfonamidas), 53% a Doxiciclina, 53% a Tetraciclina e 73% Minociclina (Tetraciclina). Nenhum dos isolados avaliados foram sensíveis a Ticarcilina+Ac.Clavulanico (Beta-lactâmico). Não foi observada correlação entre a resistência a antimicrobianos clinicamente utilizados e a atividade antimicrobiana, porém foi identificada correlação entre a similaridade genética, por meio de MLSA e a produção de antimicrobianos. Embora, Burkholderia spp. possa ser considerado um patógeno oportunista, o presente estudo reforça a possibilidade da sua aplicação como agente de controle biológico de fitopatógenos, além de uma potencial fonte de moléculas de interesse biotecnológico.
Título em inglês
Diversidade genética e fisiológica de Burkholderia spp. isoladas de diferentes hospedeiros
Palavras-chave em inglês
Burkholderia spp.
Biological control
Biotechnology
Burkholderia cepacia complex
Microbial Ecology
Resumo em inglês
Bacteria of the genus Burkholderia are dominant in the rhizosphere of sugarcane. This genus includes more than 117 species capable of colonizing different niches in soil, water, plants or or together with plants and animals, and in some cases can cause diseases in plants and humans, especially in immunocompromised patients. In addition, they present a biotechnological application in the biological control of phytopathogens, such as plant growth promoters, bioremediation and producers of molecules of interest in medicine, agriculture and industry. The B. seminalis strain TC3.4.2R3, endophytically isolated from sugarcane root, has the capacity to inhibit fungi and pathogenic bacteria. Previous studies have shown that this lineage can control plant pathogens in plant and in vitro. Considering that members of the genus Burkholderia can live on plants in a common way and are pathogenic to animals, in the present study, the genetic and physiological diversity of fifteen isolates of Burkholderia spp. obtained from different environments was evaluated using the MLSA (Multilocus sequence analysis) technique using the sequence of the 16S rRNA genes, atpD (ATP synthase beta subunit), gltB (short chain Glutamate synthase), gyrB (DNA gyrase, subunit B), and trpB (Tryptophan-beta chain), a) antagonism against phytopathogenic fungi (Ceratocystis paradoxa, Fusarium verticillioides, Aspergillus fumigatus, Colletotrichum sp., Ceratocystis fimbriata) and pathogenic bacteria (Escherichia coli, Bacillus sp., Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa multi-resistant), b) virulence of Galleria mellonella (insect), c) control of orchid necrosis caused by B. gladioli and d) susceptibility to antibiotics of different classes. The genotypic analysis allowed the identification of the population of Burkholderia with isolates belonging to species B. stabilis (93RZ and 67SI), B. seminalis, B. contaminans, B. gladioli and B. cenocepacia. It was observed that 100% of the isolates were able to inhibit the fungi C. fimbriata and Colletotrichum sp., 93% inhibited C. paradoxa, 87% inhibited F. verticillioides and A. fumigatus. Regarding antibacterial activity, 67% of the isolates inhibited E. coli bacteria, 87% Bacillus sp., 100% S. aureus and none isolates were able to inhibit the P. aeruginosa multi-resistant strain. 70% of the isolates were able to control orchid necrosis, completely inhibiting the symptoms of B. gladioli. 40% of the isolates caused 100% mortality of larvae. In the analysis of sensitivity to different antibiotics, it was observed that 100% of the strains were sensitive to Ceftazidime and Cefepima (Cephalosporins), Levofloxacin (Quinolone), Meropenem (Carbapenem), Tigecycline (Glycyclic), Piperacillin + Tazobactam (β-lactam) and chloramphenicol (amphenicol), while 33% was sensitive to Piperacillin, 13% to Carbenicillin, 66% to Aztreonam (Monobactams), 80% to Imipenem (Carbapenems), 93% to Sulfametonazole-Trimethoprim (Sulfonamides), 53% to Doxycycline, 53% to Tetracycline and 73% Minocycline (Tetracycline). None of the isolates evaluated were sensitive to Ticarcillin + Ac.Clavulanico (Beta-lactam). No correlation was observed between the resistance to antimicrobial agents used clinically and antimicrobial activity, but a correlation between the genetic similarity, through MLSA and antimicrobial production was identified. Although Burkholderia spp. can be considered an opportunistic pathogen, this study reinforces the possibility of its application as a biological control agent of phytopathogens, in addition to a potential source of interesting biotechnological molecules.
 
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Data de Liberação
2023-06-25
Data de Publicação
2021-10-13
 
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