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RESUMEN Las comunidades microbianas son esenciales para la productividad de los agroecosistemas. En caña de azúcar, el uso de fertilizantes nitrogenados, como práctica de manejo común, mantiene los niveles de la productividad del cultivo e influye en la diversificación del microbioma, ocasionando cambios en la diversidad de los microorganismos involucrados en el ciclo del nitrógeno (N). El objetivo de este estudio consistió en analizar la influencia de diferentes regímenes de fertilización nitrogenada sobre la estructura y la composición de la comunidad microbiana rizosférica, en un experimento de larga duración. Esta investigación permitirá establecer un régimen de fertilización más preciso. Se demostró que no existen diferencias significativas en la composición y en la estructura de la comunidad bacteriana, al usar diferentes niveles de fertilización nitrogenada en caña de azúcar. Los Phylum Acidobacteria, Firmicutes y Mortierellomycota fueron los más relacionados con las dosis de nitrógeno recomendadas, para obtener altos rendimientos agrícolas, bajo las condiciones de Cuba; sin embargo, existieron variaciones en cuanto a composición y abundancias relativas de los Phylum de la micobiota respecto a las dosis de nitrógeno aplicadas, con predominio de los Phylum Ascomycota y Basidiomycota. Fueron detectadas diferencias significativas, a nivel de género y familia, debido a la presencia de organismos probióticos en las parcelas no tratadas.

ABSTRACT Microbial communities are essential for the productivity of agroecosystems. In sugarcane, using nitrogen fertilizers as a common management practice to keep crop productivity influences the diversification of the microbiome, causing changes in the diversity of microorganisms involved in the nitrogen (N) cycle. In a long-term experiment, this study aimed to analyze the influence of different nitrogen fertilization levels on the structure and composition of the rhizospheric microbial community. This research will help to establish a more precise fertilization regime. There were no significant differences in the composition and structure of the bacterial community when using different levels of nitrogen fertilization in sugarcane. Significant differences were detected at the genus and family level due to the presence of probiotic organisms in the untreated plots. The Phylum Acidobacteria, Firmicutes, and Mortierellomycota were the most related to the recommended nitrogen doses to obtain high agricultural yields under the conditions of Cuba. However, there were variations in composition and relative abundances of the Phylum of the mycobiota concerning the doses of nitrogen applied with a predominance of the Phylum Ascomycota and Basidiomycota. Significant differences were detected at the genus and family level due to the presence of probiotic organisms in the untreated plots.

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No estamos solos. Bacterias, hongos, parásitos y virus habitan cualquier parte de nuestro organismo y pueden cumplir funciones biológicas importantes, bien sea benéficas o dañinas. Conocerlos es fundamental para un manejo adecuado. Con las herramientas que utiliza el Grupo de Investigaciones Microbiológicas se pueden identificar la presencia del microorganismo y los marcadores moleculares de interés para la salud, como los relacionados con la resistencia a antibióticos, lo que aporta una información muy útil para el manejo de los pacientes.

We are not alone. Bacteria, fungi, parasites and viruses inhabit any part of our body and can perform important biological functions, either beneficial or harmful. Knowing them is essential for proper management. With the tools used by the Microbiological Research Group, the presence of the microorganism and molecular markers of interest for health, such as those related to antibiotic resistance, can be identified, which provides very useful information for patient management.

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RESUMEN El Drenaje ácido de mina (DAM) es actualmente el principal contaminante de las regiones mineras. Los reactores bioquímicos pasivos son una tecnología sostenible fácil de instalar que utiliza desechos agroindustriales de la región y puede operar en áreas remotas con poco mantenimiento. Además, son una tecnología limpia que involucra bioprocesos, reacciones químicas y precipitación de metales, minimizando el impacto de los vertimientos ácidos sobre suelos y cuerpos de aguas. Los reactores bioquímicos pasivos son columnas empacadas con una "mezcla reactiva" conformada por materiales orgánicos, inorgánicos y un inóculo microbiano. En esta mezcla se remedia el DAM por medio de procesos fisicoquímicos como la adsorción, precipitación, coprecipitación de los metales y de la reducción del sulfato a sulfuro, mientras se incrementa el pH y la alcalinidad. Con el fin de brindar información reciente, así como las necesidades de investigación en el tema, este documento presenta una revisión de literatura sobre la generación química y biológica de los DAM, así como su remedición utilizando reactores bioquímicos pasivos. El conocimiento de los conceptos básicos de estos procesos es extremadamente útil para evaluar las posibles aplicaciones, beneficios y limitaciones de estos sistemas de tratamiento utilizados por la biotecnología durante la biorremediación de efluentes mineros.

ABSTRACT Acid Mine Drainage (AMD) is currently the main pollutant in mining areas. Passive biochemical reactors are a sustainable technology easy to install using agro-industry waste from the mining region and operating in remote locations. Besides, bioreactors are clean technology that involves bioprocesses, chemical reactions, and metal precipitation, minimizing the impact of AMD on soils and fresh water sources. The passive biochemical reactors are columns packed with a "reactive mixture" consisting of organic, inorganic materials and a microbial inoculum. In this reactive mixture, AMD is remediated through physicochemical processes such as metals adsorption, precipitation, and co-precipitation, as well as, the reduction of sulfate to sulfur, while pH and alkalinity are in-creased. To provide recent information and research needs in the subject, this document presents a review of the literature about the chemical and biological generation of AMD and its remediation using passive biochemical reactors. The knowledge of the basic concepts of these processes is extremely useful to evaluate the possible applications, benefits and limitations of these treatment systems used by biotechnology during the bioremediation of mining effluents.

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This study evaluated the microbiological quality of the water of 33 poultry sheds seeking to identify the presence of biofilm-producing Escherichia coli. The swab samples of the surface of the drinkers were analyzed by the inhibition test to detect the most effective disinfectant for removing these bacterial communities. The multiple-tube and mesophilic counts techniques were used to analyze the water samples. The swabs were plated on EMB agar followed by Rugai medium to identify E. coli. The biofilm was detected by the optical density readings and the Congo red agar method. Overall, 15 strains of Escherichia coli were detected in the swabs of the drinkers, of which 8 were biofilm producers. Regarding the water quality, 15 (45.45%) of the 33 evaluated water samples had bacterial growth while only two (13.33%) produced gas. The test with disinfectants showed that chlorine and chlorhexidine were not effective to control the E. coli biofilm production. Therefore, a strict control is essential to ensure the safety of the water supplied to the animals in broiler sheds and to eliminate the biofilm-forming E. coli that have shown to be potentially resistant to the sanitizers commonly used in the cleaning processes.(AU)

Objetivou-se avaliar a qualidade microbiológica da água de 33 galpões avícolas, identificar a presença de Escherichia coli produtoras de biofilmes em amostras de suabes de superfície dos bebedouros e analisar por teste de inibição o desinfetante mais eficiente para remoção dessas comunidades bacterianas. Foi utilizada a técnica dos tubos múltiplos e contagem de mesófilas para as amostras de água. Os suabes foram semeados em Ágar EMB, e posteriormente em meio Rugai para identificação de E. coli. Para análise de produção de biofilme foi feita a leitura da Densidade Óptica e o método do Ágar Vermelho Congo. Foram identificadas 15 cepas de E. coli nos suabes de bebedouros, sendo que 8 foram produtoras de biofilme. Quanto ao padrão de qualidade da água, observou-se que das 33 amostras de água avaliadas, 15 (45,45%) tiveram crescimento bacteriano, sendo que somente duas (13,33%) produziram gás. Para o teste com desinfetantes, o cloro e o clorexidine não se mostraram eficientes no controle da produção de biofilmes de E. coli. Dessa forma, torna-se essencial o controle rigoroso nos galpões de frangos de corte para garantir a inocuidade da água fornecida aos animais e a eliminação de E. coli potencialmente formadoras de biofilmes resistentes aos sanitizantes mais comumente usados nos processos de limpeza.(AU)

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This study evaluated the microbiological quality of the water of 33 poultry sheds seeking to identify the presence of biofilm-producing Escherichia coli. The swab samples of the surface of the drinkers were analyzed by the inhibition test to detect the most effective disinfectant for removing these bacterial communities. The multiple-tube and mesophilic counts techniques were used to analyze the water samples. The swabs were plated on EMB agar followed by Rugai medium to identify E. coli. The biofilm was detected by the optical density readings and the Congo red agar method. Overall, 15 strains of Escherichia coli were detected in the swabs of the drinkers, of which 8 were biofilm producers. Regarding the water quality, 15 (45.45%) of the 33 evaluated water samples had bacterial growth while only two (13.33%) produced gas. The test with disinfectants showed that chlorine and chlorhexidine were not effective to control the E. coli biofilm production. Therefore, a strict control is essential to ensure the safety of the water supplied to the animals in broiler sheds and to eliminate the biofilm-forming E. coli that have shown to be potentially resistant to the sanitizers commonly used in the cleaning processes.

Objetivou-se avaliar a qualidade microbiológica da água de 33 galpões avícolas, identificar a presença de Escherichia coli produtoras de biofilmes em amostras de suabes de superfície dos bebedouros e analisar por teste de inibição o desinfetante mais eficiente para remoção dessas comunidades bacterianas. Foi utilizada a técnica dos tubos múltiplos e contagem de mesófilas para as amostras de água. Os suabes foram semeados em Ágar EMB, e posteriormente em meio Rugai para identificação de E. coli. Para análise de produção de biofilme foi feita a leitura da Densidade Óptica e o método do Ágar Vermelho Congo. Foram identificadas 15 cepas de E. coli nos suabes de bebedouros, sendo que 8 foram produtoras de biofilme. Quanto ao padrão de qualidade da água, observou-se que das 33 amostras de água avaliadas, 15 (45,45%) tiveram crescimento bacteriano, sendo que somente duas (13,33%) produziram gás. Para o teste com desinfetantes, o cloro e o clorexidine não se mostraram eficientes no controle da produção de biofilmes de E. coli. Dessa forma, torna-se essencial o controle rigoroso nos galpões de frangos de corte para garantir a inocuidade da água fornecida aos animais e a eliminação de E. coli potencialmente formadoras de biofilmes resistentes aos sanitizantes mais comumente usados nos processos de limpeza.

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AbstractRhizosphere microbial communities are important for phytoremediation, plant nutrition, health and metabolism. Many factors, including plant species, pH and nutritional factors influence rhizosphere microbiology. In this study, we analysed the effects of different forms of nitrogen on the structures of rhizosphere microbial communities of E. crassipes. Using a conventional culture method with special media, bacteria, actinobacteria and molds were cultured. We found that the numbers of bacteria were largely similar across the three culture conditions, while the numbers of actinobacteria and molds from the rhizosphere of E. crassipes cultured in NH4Cl solution were two orders of magnitude higher than those from the rhizospheres of plants cultured in distilled water and KNO3 solution. Using a culture-independent method of polymerase chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis (PCR-DGGE) of 16S rDNA, we found that the form of nitrogen could influence the components of the rhizosphere microbial community. Pseudoxanthomonas, Enterobacter and Citrobacter were present in all of the samples cultured under the three different experimental conditions. The genus Reyranella was found only in samples cultured in KNO3 solution; Acinetobacter and Streptomyces were unique to samples cultured in NH4Cl solution, and Pseudomonas, Pseudacidovorax and Methylosinus were found only in samples cultured in distilled water. Pseudoxanthomonas and Acidovorax were the dominant genera in the rhizosphere microbial community of E. crassipes cultured in KNO3 solution, while Novosphingobium was the dominant genus in the sample cultured in a nitrogen-deficient medium. Our results provide a theoretical foundation for using E. crassipes as a phytoremediation plant and controlling the widespread distribution of E. crassipes around the world using principles of nutrient metabolism.

ResumenComunidades microbianas de la rizósfera son importantes para la fitorremediación, nutrición vegetal, salud y metabolismo. Muchos factores, incluyendo la especie de planta, el pH y los factores nutricionales influyen en la microbiología de la rizósfera. En este estudio, se analizaron los efectos de las diferentes formas del nitrógeno en la estructura de las comunidades microbianas de la rizósfera de E. crassipes. Mediante métodos de cultivo convencional con medios especiales se cultivaron: bacterias, actinobacterias y mohos. Se encontró que el número de bacterias era en gran parte similar a través de las tres condiciones de cultivo, mientras que el número de actinobacterias y mohos de la rizósfera de E. crassipes cultivadas en solución de NH4Cl era dos órdenes de magnitud superior a los de las rizósferas de plantas cultivadas en agua destilada y solución de KNO3. Utilizando un método de cultivo independiente de electroforesis en gel con gradiente de desnaturalización (PCR-DGGE) del ADNr 16S, se encontró que la forma de nitrógeno podría influir en los componentes de la comunidad microbiana de la rizósfera. Pseudoxanthomonas, Enterobacter y Citrobacter estaban presentes en todas las muestras cultivadas en las tres condiciones experimentales. El género Reyranella se encontró sólo en muestras cultivadas en solución de KNO3; Acinetobacter y Streptomyces eran las únicas muestras cultivadas en solución de NH4Cl, y Pseudomonas, Pseudacidovorax y Methylosinus se encontraron sólo en muestras cultivadas en agua destilada. Pseudoxanthomonas y Acidovorax eran los géneros dominantes en la comunidad microbiana de la rizósfera de E. crassipes cultivadas en solución de KNO3, mientras que Novos phingobium fue el género dominante en la muestra cultivada en un medio deficiente de nitrógeno. Nuestros resultados proporcionan una base teórica para el uso de E. crassipes como planta fitorremediadora y para controlar la distribución generalizada de E. crassipes en todo el mundo a través de los principios del metabolismo de nutrientes.

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Una de las funciones principales de la biotecnología ambiental es ocuparse del estudio de comunidades microbianas que proveen servicios esenciales para la sociedad. Más allá de las similitudes que presenta con la microbiología industrial y la agrícola, la biotecnología ambiental presenta peculiaridades, tales como los objetivos de proceso, las características de la biomasa y el tipo y modo de alimentación (sustratos), que la distinguen claramente de las otras disciplinas relacionadas. En este artículo se reseñan recientes avances en la ecología microbiana, la ecofisiología, la genómica y la ingeniería de procesos, para ilustrar cómo la integración de los nuevos conocimientos permite superar las limitaciones del análisis microbiológico clásico para entender, predecir y optimizar el funcionamiento de los procesos de tratamiento de efluentes.

One of the main functions of environmental biotechnology is to address the study of microbial communities that provide essential services to society. Beyond the similarities with industrial and agricultural microbiology, the unique features exhibited by environmental biotechnology, such as process objectives, biomass characteristics and type and mode of feeding (substrates), allow a clear distinction from the other related disciplines. Recent advances in microbial ecology, ecophysiology, genomics and process engineering are herein reviewed to illustrate how the integration of the new knowledge can help overcome the shortcomings of classic microbiological analyses to understand, predict and optimize the performance of wastewater treatment.

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Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) is a culture-independent fingerprinting method for microbial community analysis. Profiles generated by an automated electrophoresis system can be analysed quantitatively using either peak height or peak area data. Statistical testing demontrated that peak height data showed to be more reproducible than peak area data.

Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) é um método molecular, independente de cultivo, para análise de comunidades microbianas. Perfis gerados por um sistema automatizado de eletroforese podem ser analisados quantitativamente usando dados de altura ou área dos picos. Os dados de altura mostraram-se mais reprodutíveis do que os de área.

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Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) is a culture-independent fingerprinting method for microbial community analysis. Profiles generated by an automated electrophoresis system can be analysed quantitatively using either peak height or peak area data. Statistical testing demontrated that peak height data showed to be more reproducible than peak area data.

Terminal Restriction Fragment Length Polymorphism (T-RFLP) é um método molecular, independente de cultivo, para análise de comunidades microbianas. Perfis gerados por um sistema automatizado de eletroforese podem ser analisados quantitativamente usando dados de altura ou área dos picos. Os dados de altura mostraram-se mais reprodutíveis do que os de área.

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In this work we report an optimized protocol for simultaneous extraction of DNA and RNA from soil matrices. Treatment of soil matrices with ethanol followed by bead-beating worked as a successful strategy to lyse the cells without considerable degradation of nucleic acids, resulting in DNA and RNA of good yield and integrity. The reverse transcribed RNA could be amplified with primers targeting a glutamine synthetase (glnA) gene fragment. From both DNA and cDNA, 16S rDNA fragments were amplified and analyzed by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis (DGGE). The method was applied to soil and rhizosphere (strawberry and oilseed rape) samples. Two other protocols for the extraction of nucleic acids from soil were applied to the same set of samples in order to compare the methods in terms of efficiency and reproducibility. The DGGE profiles indicated no relevant differences between the patterns obtained. The method described here is suitable for rapid processing of many samples and therefore appropriate for ecological studies.

Nesse trabalho descrevemos um protocolo otimizado para extração simultânea de DNA e RNA de solo. O tratamento das amostras de solo com etanol e posterior agitação com partículas foi uma estratégia bem sucedida para lise das células sem degradação significativa dos ácidos nucléicos, resultando em bom rendimento de DNA e RNA íntegros. O RNA transcrito pode ser amplificado com iniciadores com alvo no fragmento do gene da glutamina sintetase (glnA). Os fragmentos 16S rDNA, tanto do DNA como do cDNA, foram amplificados e analisados por DGGE. O método foi aplicado para amostras de solo e rizosfera (morango e canola). Dois outros protocolos para extração de ácidos nucléicos de solo foram aplicados para o mesmo lote de amostras, de forma a comparar os métodos quanto à eficiência e reprodutibilidade. Os perfis de DGGE mostraram não haver diferença relevante nos padrões obtidos. O método descrito é apropriado para o processamento rápido de muitas amostras e, conseqüentemente, adequado para estudos ecológicos.