Extraction of chitin from edible crab shells of Callinectes sapidus and comparison with market purchased chitin / Extração de quitina de cascas de caranguejo comestíveis de Callinectes sapidus e comparação com quitina adquirida no mercado

Chitin and its derived products have immense economic value due to their vital role in various biological activities as well as biomedical and industrial application. Insects, microorganism and crustaceans are the main supply of chitin but the crustaceans shell like shrimp, krill, lobsters and crabs are the main commercial sources. Chitin content of an individual varies depending on the structures possessing the polymer and the species. In this study edible crabs’ shells (Callinectes sapidus) were demineralized and deproteinized resulting in 13.8% (dry weight) chitin recovery from chitin wastes. FTIR and XRD analyses of the experimental crude as well as purified chitins revealed that both were much comparable to the commercially purchased controls. The acid pretreatment ceded 54g of colloidal chitin that resulted in 1080% of the crude chitin. The colloidal chitin was exploited for isolation of eighty five chitinolytic bacterial isolates from different sources. Zone of clearance was displayed by the thirty five isolates (41.17%) succeeding their growth at pH 7 on colloidal chitin agar medium. Maximum chitinolytic activity i.e. 301.55 U/ml was exhibited by isolate JF70 when cultivated in extracted chitin containing both carbon and nitrogen. The study showed wastes of blue crabs can be utilized for extraction of chitin and isolation of chitinolytic bacteria that can be used to degrade chitin waste, resolve environmental pollution as well as industrial purpose.

A quitina e seus produtos derivados têm imenso valor econômico devido ao seu papel vital em várias atividades biológicas, bem como em aplicações biomédicas e industriais. Insetos, microrganismos e crustáceos são o principal suprimento de quitina, mas a casca dos crustáceos como camarão, krill, lagosta e caranguejo são as principais fontes comerciais. O conteúdo de quitina de um indivíduo varia dependendo das estruturas que possuem o polímero e da espécie. Neste estudo, as cascas de caranguejos comestíveis (Callinectes sapidus) foram desmineralizadas e desproteinizadas, resultando em 13,8% (peso seco) de recuperação de quitina a partir de resíduos de quitina. As análises de FTIR e XRD do bruto experimental, bem como das quitinas purificadas, revelaram que ambas eram muito comparáveis aos controles adquiridos comercialmente. O pré-tratamento com ácido cedeu 54 g de quitina coloidal que resultou em 1.080% da quitina bruta. A quitina coloidal foi analisada para isolamento de 85 isolados bacterianos quitinolíticos de diferentes fontes. A zona de eliminação foi exibida pelos 35 isolados (41,17%) que sucederam seu crescimento a pH 7 em meio de ágar de quitina coloidal. A atividade quitinolítica máxima, ou seja, 301,55 U / ml, foi exibida pelo isolado JF70 quando cultivado em quitina extraída contendo carbono e nitrogênio. O estudo mostrou que resíduos de caranguejos azuis podem ser utilizados para extração de quitina e isolamento de bactérias quitinolíticas que podem ser usadas para degradar resíduos de quitina, resolver a poluição ambiental e também para fins industriais.

Extraction of chitin from edible crab shells of Callinectes sapidus and comparison with market purchased chitin

Abstract Chitin and its derived products have immense economic value due to their vital role in various biological activities as well as biomedical and industrial application. Insects, microorganism and crustaceans are the main supply of chitin but the crustaceans shell like shrimp, krill, lobsters and crabs are the main commercial sources. Chitin content of an individual varies depending on the structures possessing the polymer and the species. In this study edible crabs shells (Callinectes sapidus) were demineralized and deproteinized resulting in 13.8% (dry weight) chitin recovery from chitin wastes. FTIR and XRD analyses of the experimental crude as well as purified chitins revealed that both were much comparable to the commercially purchased controls. The acid pretreatment ceded 54g of colloidal chitin that resulted in 1080% of the crude chitin. The colloidal chitin was exploited for isolation of eighty five chitinolytic bacterial isolates from different sources. Zone of clearance was displayed by the thirty five isolates (41.17%) succeeding their growth at pH 7 on colloidal chitin agar medium. Maximum chitinolytic activity i.e. 301.55 U/ml was exhibited by isolate JF70 when cultivated in extracted chitin containing both carbon and nitrogen. The study showed wastes of blue crabs can be utilized for extraction of chitin and isolation of chitinolytic bacteria that can be used to degrade chitin waste, resolve environmental pollution as well as industrial purpose.

Resumo A quitina e seus produtos derivados têm imenso valor econômico devido ao seu papel vital em várias atividades biológicas, bem como em aplicações biomédicas e industriais. Insetos, microrganismos e crustáceos são o principal suprimento de quitina, mas a casca dos crustáceos como camarão, krill, lagosta e caranguejo são as principais fontes comerciais. O conteúdo de quitina de um indivíduo varia dependendo das estruturas que possuem o polímero e da espécie. Neste estudo, as cascas de caranguejos comestíveis (Callinectes sapidus) foram desmineralizadas e desproteinizadas, resultando em 13,8% (peso seco) de recuperação de quitina a partir de resíduos de quitina. As análises de FTIR e XRD do bruto experimental, bem como das quitinas purificadas, revelaram que ambas eram muito comparáveis aos controles adquiridos comercialmente. O pré-tratamento com ácido cedeu 54 g de quitina coloidal que resultou em 1.080% da quitina bruta. A quitina coloidal foi analisada para isolamento de 85 isolados bacterianos quitinolíticos de diferentes fontes. A zona de eliminação foi exibida pelos 35 isolados (41,17%) que sucederam seu crescimento a pH 7 em meio de ágar de quitina coloidal. A atividade quitinolítica máxima, ou seja, 301,55 U / ml, foi exibida pelo isolado JF70 quando cultivado em quitina extraída contendo carbono e nitrogênio. O estudo mostrou que resíduos de caranguejos azuis podem ser utilizados para extração de quitina e isolamento de bactérias quitinolíticas que podem ser usadas para degradar resíduos de quitina, resolver a poluição ambiental e também para fins industriais.

Extraction of chitin from edible crab shells of Callinectes sapidus and comparison with market purchased chitin / Extração de quitina de cascas de caranguejo comestíveis de Callinectes sapidus e comparação com quitina adquirida no mercado

Chitin and its derived products have immense economic value due to their vital role in various biological activities as well as biomedical and industrial application. Insects, microorganism and crustaceans are the main supply of chitin but the crustaceans shell like shrimp, krill, lobsters and crabs are the main commercial sources. Chitin content of an individual varies depending on the structures possessing the polymer and the species. In this study edible crabs shells (Callinectes sapidus) were demineralized and deproteinized resulting in 13.8% (dry weight) chitin recovery from chitin wastes. FTIR and XRD analyses of the experimental crude as well as purified chitins revealed that both were much comparable to the commercially purchased controls. The acid pretreatment ceded 54g of colloidal chitin that resulted in 1080% of the crude chitin. The colloidal chitin was exploited for isolation of eighty five chitinolytic bacterial isolates from different sources. Zone of clearance was displayed by the thirty five isolates (41.17%) succeeding their growth at pH 7 on colloidal chitin agar medium. Maximum chitinolytic activity i.e. 301.55 U/ml was exhibited by isolate JF70 when cultivated in extracted chitin containing both carbon and nitrogen. The study showed wastes of blue crabs can be utilized for extraction of chitin and isolation of chitinolytic bacteria that can be used to degrade chitin waste, resolve environmental pollution as well as industrial purpose.(AU)

A quitina e seus produtos derivados têm imenso valor econômico devido ao seu papel vital em várias atividades biológicas, bem como em aplicações biomédicas e industriais. Insetos, microrganismos e crustáceos são o principal suprimento de quitina, mas a casca dos crustáceos como camarão, krill, lagosta e caranguejo são as principais fontes comerciais. O conteúdo de quitina de um indivíduo varia dependendo das estruturas que possuem o polímero e da espécie. Neste estudo, as cascas de caranguejos comestíveis (Callinectes sapidus) foram desmineralizadas e desproteinizadas, resultando em 13,8% (peso seco) de recuperação de quitina a partir de resíduos de quitina. As análises de FTIR e XRD do bruto experimental, bem como das quitinas purificadas, revelaram que ambas eram muito comparáveis aos controles adquiridos comercialmente. O pré-tratamento com ácido cedeu 54 g de quitina coloidal que resultou em 1.080% da quitina bruta. A quitina coloidal foi analisada para isolamento de 85 isolados bacterianos quitinolíticos de diferentes fontes. A zona de eliminação foi exibida pelos 35 isolados (41,17%) que sucederam seu crescimento a pH 7 em meio de ágar de quitina coloidal. A atividade quitinolítica máxima, ou seja, 301,55 U / ml, foi exibida pelo isolado JF70 quando cultivado em quitina extraída contendo carbono e nitrogênio. O estudo mostrou que resíduos de caranguejos azuis podem ser utilizados para extração de quitina e isolamento de bactérias quitinolíticas que podem ser usadas para degradar resíduos de quitina, resolver a poluição ambiental e também para fins industriais.(AU)

Presence of selected organochlorine pesticides (OCPs) in sediments and biota of River Satluj, Pakistan: first report / Presença de pesticidas organoclorados selecionados (OCPs) em sedimentos e biota do Rio Satluj, Paquistão: primeiro relatório

In the developed countries, the use of OCPs (organochlorine pesticides) has been banned. However, in South Asia several of them are still in use. In Pakistan and India a constant addition of OCPs into the atmosphere has been indicated by various researchers. In this study levels of selected organochlorine pesticide residues were assessed in sediment and biota collected from four (4) water reservoirs (3 Barrages & 1 Siphon) on the River Satluj Pakistan, along 231 miles (372 km) of River stretch which was further divided into 12 sampling sites. It was aimed to find out the levels of organochlorine pesticide (OCPs) residues in sediments and from selected fish species (Labeo rohita, Wallagu attu, Cyprinus carpio) of the River Satluj Pakistan. The Organochlorine residues (seven pesticides) present in samples of sediments and biota were investigated through multi residue method, using Gas Chromatograph (GC-ECD).In the current study, the concentration of DDT, was investigated in Wallago attu (0.786-3.987 ppb), Labeo rohita (0.779-4.355 ppb) and Cyprinus carpio (1.234-5.654 ppb). DDE was also found in Cyprinus carpio (1.244-6.322 ppb), Wallag attu (0.877-4.221 ppb) and Labeo rohita (2.112-5.897 ppb). Aldrin was not observed in Labeo rohita and Wallago attu. Currently, lindane and DDE was found predominately high in the sediments of study area at SZ-4 (Panjnad Barrage) ranging (2.238-8.226 ppb) and (4.234-6.876 ppb), respectively. Heaptachlor was found only at SZ-4 (Panjnad Barrage) from the sediments with concentration ranging (0.032-234 ppb). In short all other residues investigated were found below the MCL (maximum concentration level) in all the compartments of the study area set by various agencies like WHO/FAO- Codex Alimenterious.

Nos países desenvolvidos, o uso de OCPs (pesticidas organoclorados) foi proibido. No entanto, no sul da Ásia, vários deles ainda estão em uso. No Paquistão e na Índia, uma adição constante de OCPs na atmosfera foi indicada por vários pesquisadores. Neste estudo, os níveis de resíduos de pesticidas organoclorados selecionados foram avaliados em sedimentos e biota coletados de 4 reservatórios de água (3 barragens e 1 sifão) no rio Satluj, Paquistão, ao longo de 231 milhas (372 km) do trecho do rio, que foi posteriormente dividido em 12 locais de amostragem. O objetivo foi descobrir os níveis de resíduos de pesticidas organoclorados (OCPs) em sedimentos e de espécies de peixes selecionadas (Labeo rohita, Wallagu attu, Cyprinus carpio) do rio Satluj, Paquistão. Os resíduos de organoclorados (7 pesticidas) presentes em amostras de sedimentos e biota foram investigados através do método multirresíduos, utilizando cromatógrafo a gás (GC-ECD). No presente estudo, a concentração de DDT foi investigada em Wallago attu (0,786-3,987 ppb ), Labeo rohita (0,779-4,355 ppb) e Cyprinus carpio (1,234-5,654 ppb). DDE também foi encontrado em Cyprinus carpio (1.244-6.322 ppb), Wallag attu (0.877-4.221 ppb) e Labeo rohita (2.112-5.897 ppb). Aldrin não foi observada em Labeo rohita e Wallago attu. Atualmente, lindano e DDE foram encontrados predominantemente altos nos sedimentos da área de estudo em SZ-4 (Panjnad Barrage) variando (2.238-8.226 ppb) e (4.234-6.876 ppb), respectivamente. Heaptacloro foi encontrado apenas em SZ-4 (Panjnad Barrage) dos sedimentos com concentração variando (0,032-234 ppb). Em suma, todos os outros resíduos investigados foram encontrados abaixo do MCL (nível de concentração máxima) em todos os compartimentos da área de estudo definidos por várias agências como a OMS / FAO-Codex Alimenterious.

The level and distribution of selected organochlorine pesticides in water of River Satluj Pakistan / Nível e distribuição de pesticidas organoclorados selecionados na água do Rio Satluj Paquistão

The study was aimed to identify different environmental factors (selected organochlorine pesticides) affecting the river water of Satluj. River Sutlej is about 1400 kilometers long and its water is extensively used for irrigation in Punjab, located both in India and Pakistan, which was also a reason of dispute between both countries for its water share. The study area was divided into four zones, Sulemanki Zone, Islam Zone, Mailsi Syphone Zone and Panjnad Zone. Liquid Liquid Extraction (LLE) technique was used for the collected water samples followed by high performance liquid chromatography (HPLC) UV-Visible detector The current finding revealed that aldrin was not detected during summer period in water samples of SZ-1 (Sulemanki Barrage), SZ-2 and SZ-3 (Maisli Siphon) of the study area. Lindane and DDE were found more in the samples of sediments from the study area at SZ-4 ranging from 2.238-8.226 ppb and 4.234-6.876 ppb, respectively. Heaptachlor (in sediments) was found to be0.032-234 ppb only at SZ-4.Endosulfan concentrations in water (winter) at SZ-3 was 0.06 ppb and at SZ-4,it was 0.05 ppb; dieldrin in water (winter) at SZ-4 was 0.0314 ppb and heptachlor was detected at SZ-1 (0.0315 ppb) and SZ-2 (0.0310 ppb) in water during winter season, were reaching to the Maximum Concentrations Limits (MCL), while all other residues investigated were found below the MCLin all the compartments of the study area set by various agencies like WHO/FAO- Codex Alimenterious. Present findings revealed that although the organochlorine pesticides are banned for agricultural use in many countries, including Pakistan, their presence in various samples might be due to illegal use of these pesticides in the study area and its neighboring regions. The overall study area comprises of mainly urban, suburban and agricultural land being the largest cotton growing area of the country. There is a need to take serious steps to minimize water pollution caused by pesticides to achieve a healthy lifestyle.

O estudo teve como objetivo identificar diferentes fatores ambientais (pesticidas organoclorados selecionados) que afetam a água do rio Satluj. O rio Sutlej tem cerca de 1.400 quilômetros de extensão e sua água é amplamente utilizada para irrigação no Punjab, localizado tanto na Índia quanto no Paquistão, o que também foi motivo de disputa entre os dois países por sua cota de água. A área de estudo foi dividida em quatro zonas, Zona Sulemanki, Zona Islam, Zona Mailsi Syphone e Zona Panjnad. A técnica de extração líquida líquida (LLE) foi usada para as amostras de água coletadas seguida de cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) Detector UV-Visível, SZ-2 e SZ-3 (Sifão Maisli) da área de estudo. Lindano e DDE foram mais encontrados nas amostras de sedimentos da área de estudo na SZ-4 variando de 2.238-8.226 ppb e 4.234-6.876 ppb, respectivamente. O heptacloro (em sedimentos) foi encontrado em 0,032-234 ppb apenas em SZ-4. As concentrações de endosulfan na água (inverno) em SZ-3 foram de 0,06 ppb, e em SZ-4, de 0,05 ppb; dieldrin em água (inverno) em SZ-4 foi de 0,0314 ppb e heptacloro foi detectado em SZ-1 (0,0315 ppb) e SZ-2 (0,0310 ppb) em água durante o inverno, atingindo os Limites Máximos de Concentrações (LCM), enquanto todos os demais resíduos investigados foram encontrados abaixo do MCL em todos os compartimentos da área de estudo definidos por diversos órgãos, como OMS/FAO ­ Codex Alimenterious. Os resultados atuais revelaram que, embora os pesticidas organoclorados sejam proibidos para uso agrícola em muitos países, incluindo o Paquistão, sua presença em várias amostras pode ser devido ao uso ilegal desses pesticidas na área de estudo e regiões vizinhas. A área total de estudo compreende principalmente áreas urbanas, suburbanas e agrícolas, sendo a maior área de cultivo de algodão do país. Há uma necessidade de tomar medidas sérias para minimizar a poluição da água causada por pesticidas para alcançar um estilo de vida saudável.

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil / Avaliação da tolerância ao cádmio e do potencial biossorptivo de Bacillus Cereus GCFSD01 isolado de solo contaminado com cádmio

Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil / Avaliação da tolerância ao cádmio e do potencial biossorptivo de Bacillus Cereus GCFSD01 isolado de solo contaminado com cádmio

Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.(AU)

A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.(AU)

Assessment of heavy metals and its impact on DNA fragmentation in different fish species / Avaliação de metais pesados e seu impacto na fragmentação de DNA em diferentes espécies de peixe

This study was conducted to assess water pollution by examining DNA fragmentation in selected fish organs (kidney, liver, gills, and muscle tissue) from Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris, and Labeo rohita collected from a known polluted section of the Chenab River, Pakistan, and from a control site. The fish were caught using a gill net and were assigned to three different weight groups (W1, W2, and W3) to study the degree of variation in DNA fragmentation in relation to body weight. In fish from the polluted site, DNA fragmentation was higher in kidney, liver, gills, and muscles, compared to the control. No significant DNA fragmentation was observed in fish collected from the control site. Highly significant (P 0.01) relationship between body weight and DNA fragmentation was found in the organs of fish procured at the contaminated site. DNA fragmentation in body organs was found to be affected by the concentrations of lead, copper, nickel, and cadmium in W. attu, S. sarwari, L. rohita, and V. vulgarus harvested from Chenab River. DNA fragmentation in different freshwater fish species is therefore a reliable biomarker of water pollution.(AU)

Este estudo foi conduzido para avaliar a poluição da água examinando a fragmentação do DNA em órgãos de peixes selecionados (rim, fígado, brânquias e tecido muscular) de Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris e Labeo rohita coletados de uma conhecida área poluída do rio Chenab, Paquistão e de um local de controle. Os peixes foram capturados usando uma rede branquial e foram divididos em três grupos de pesos diferentes (W1, W2 e W3) para estudar o grau de variação na fragmentação do DNA em relação ao peso corporal. Nos peixes do local poluído, a fragmentação do DNA foi maior nos rins, fígado, brânquias e músculos, em comparação ao controle. Não foi observada fragmentação significativa do DNA em peixes coletados no local de controle. Relação altamente significativa (P 0,01) entre o peso corporal e a fragmentação do DNA foi encontrada nos órgãos dos peixes adquiridos no local contaminado. Verificou-se que a fragmentação do DNA nos órgãos do corpo é afetada pelas concentrações de chumbo, cobre, níquel e cádmio em W. attu, S. sarwari, L. rohita e V. vulgarus colhidos no rio Chenab. A fragmentação do DNA em diferentes espécies de peixes de água doce é, portanto, um biomarcador confiável da poluição da água.(AU)

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil

Abstract Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

Resumo A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.

Assessment of heavy metals and its impact on DNA fragmentation in different fish species

Abstract This study was conducted to assess water pollution by examining DNA fragmentation in selected fish organs (kidney, liver, gills, and muscle tissue) from Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris, and Labeo rohita collected from a known polluted section of the Chenab River, Pakistan, and from a control site. The fish were caught using a gill net and were assigned to three different weight groups (W1, W2, and W3) to study the degree of variation in DNA fragmentation in relation to body weight. In fish from the polluted site, DNA fragmentation was higher in kidney, liver, gills, and muscles, compared to the control. No significant DNA fragmentation was observed in fish collected from the control site. Highly significant (P 0.01) relationship between body weight and DNA fragmentation was found in the organs of fish procured at the contaminated site. DNA fragmentation in body organs was found to be affected by the concentrations of lead, copper, nickel, and cadmium in W. attu, S. sarwari, L. rohita, and V. vulgarus harvested from Chenab River. DNA fragmentation in different freshwater fish species is therefore a reliable biomarker of water pollution.

Resumo Este estudo foi conduzido para avaliar a poluição da água examinando a fragmentação do DNA em órgãos de peixes selecionados (rim, fígado, brânquias e tecido muscular) de Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris e Labeo rohita coletados de uma conhecida área poluída do rio Chenab, Paquistão e de um local de controle. Os peixes foram capturados usando uma rede branquial e foram divididos em três grupos de pesos diferentes (W1, W2 e W3) para estudar o grau de variação na fragmentação do DNA em relação ao peso corporal. Nos peixes do local poluído, a fragmentação do DNA foi maior nos rins, fígado, brânquias e músculos, em comparação ao controle. Não foi observada fragmentação significativa do DNA em peixes coletados no local de controle. Relação altamente significativa (P 0,01) entre o peso corporal e a fragmentação do DNA foi encontrada nos órgãos dos peixes adquiridos no local contaminado. Verificou-se que a fragmentação do DNA nos órgãos do corpo é afetada pelas concentrações de chumbo, cobre, níquel e cádmio em W. attu, S. sarwari, L. rohita e V. vulgarus colhidos no rio Chenab. A fragmentação do DNA em diferentes espécies de peixes de água doce é, portanto, um biomarcador confiável da poluição da água.

Potential of natural repellents methylanthranilate and anthraquinone applied on maize seeds and seedlings against house sparrow (Passer domesticus) in captivity

Abstract Various bird pests caused severe economic losses to valuable crops and fruit orchards all over the world. Among the birds, house sparrow is also considered to cause heavy plunder, not only to seeds of crops but also seedlings especially in organic farming. In present study two bird repellents, methylanthranilate and anthraquinone tested against house sparrows on maize seeds and seedlings in aviary conditions. Trial group in aviary-I, the treated maize seeds and seedlings with different doses of both bird repellents, control group in aviary-II, untreated seeds and seedlings were provided for three hours in the early morning. In each aviary, two closed circuit cameras were also installed to monitor the behavioral responses against different concentrations of both chemical repellents. Statistical analysis showed that there existed highly significant (P 0.01) variations among the trial and control groups for seeds and seedlings. By comparing both repellents, significant (P 0.05) differences were detected and anthraquinone showed better efficacy when compared to methylanthranilate, but in maize seedlings both repellents equal repellent properties. Non-significant (P>0.05) differences were observed in different grading of both natural chemical repellents for maize seeds while significant (P 0.05) variations were noticed for maize seedlings when provided to sparrows. By videotaped behavior sparrows presented manifest head juddering and feather upsetting activities by consumption of treated seeds and seedlings with higher concentrations of both natural bird repellents.

Resumo Várias pragas de aves causaram graves perdas econômicas para cultivos valiosos e pomares de frutas em todo o mundo. Entre os pássaros, o pardal da casa também é considerado um grande saqueo, não só para as sementes das culturas, mas também para as mudas, especialmente na agricultura orgânica. No presente estudo, dois repelentes de aves, metilantranilato e antraquinona testados contra pardais de casa em sementes de milho e mudas em condições de aviário. O grupo de ensaio em aviary-I, as sementes de milho tratadas e as mudas com diferentes doses de repelentes de aves, grupo de controle em aviary-II, sementes não tratadas e mudas foram fornecidas por três horas no início da manhã. Em cada aviário, duas câmeras de circuito fechado também foram instaladas para monitorar as respostas comportamentais contra diferentes concentrações de ambos os repelentes químicos. A análise estatística mostrou que existiam variações altamente significativas (P 0,01) entre os grupos de teste e controle para sementes e mudas. Ao comparar os dois repelentes, detectaram-se diferenças significativas (P 0,05) e a antraquinona apresentou maior eficácia quando comparada ao metilantranilato, mas em mudas de milho, ambos os repelentes são iguais às propriedades repelentes. As diferenças não significantes (P>0,05) foram observadas em diferentes classificações de repelentes químicos naturais para sementes de milho, enquanto as variações significativas (P 0,05) foram observadas para as mudas de milho quando fornecidas aos pardais. Por um comportamento gravado em video, os pardais apresentaram manifestações de cabeça e vibrações de penas por consumo de sementes tratadas e mudas com maiores concentrações de repelentes de aves naturais.

Potential of natural repellents methylanthranilate and anthraquinone applied on maize seeds and seedlings against house sparrow (Passer domesticus) in captivity / Potencial de repelentes naturais, metilantranilato e antraquinona aplicados em sementes de milho e mudas contra o pardal (Passer domesticus) em cativeiro

Various bird pests caused severe economic losses to valuable crops and fruit orchards all over the world. Among the birds, house sparrow is also considered to cause heavy plunder, not only to seeds of crops but also seedlings especially in organic farming. In present study two bird repellents, methylanthranilate and anthraquinone tested against house sparrows on maize seeds and seedlings in aviary conditions. Trial group in aviary-I, the treated maize seeds and seedlings with different doses of both bird repellents, control group in aviary-II, untreated seeds and seedlings were provided for three hours in the early morning. In each aviary, two closed circuit cameras were also installed to monitor the behavioral responses against different concentrations of both chemical repellents. Statistical analysis showed that there existed highly significant (P<0.01) variations among the trial and control groups for seeds and seedlings. By comparing both repellents, significant (P<0.05) differences were detected and anthraquinone showed better efficacy when compared to methylanthranilate, but in maize seedlings both repellents equal repellent properties. Non-significant (P>0.05) differences were observed in different grading of both natural chemical repellents for maize seeds while significant (P<0.05) variations were noticed for maize seedlings when provided to sparrows. By videotaped behavior sparrows presented manifest head juddering and feather upsetting activities by consumption of treated seeds and seedlings with higher concentrations of both natural bird repellents.(AU)

Várias pragas de aves causaram graves perdas econômicas para cultivos valiosos e pomares de frutas em todo o mundo. Entre os pássaros, o pardal da casa também é considerado um grande saqueo, não só para as sementes das culturas, mas também para as mudas, especialmente na agricultura orgânica. No presente estudo, dois repelentes de aves, metilantranilato e antraquinona testados contra pardais de casa em sementes de milho e mudas em condições de aviário. O grupo de ensaio em aviary-I, as sementes de milho tratadas e as mudas com diferentes doses de repelentes de aves, grupo de controle em aviary-II, sementes não tratadas e mudas foram fornecidas por três horas no início da manhã. Em cada aviário, duas câmeras de circuito fechado também foram instaladas para monitorar as respostas comportamentais contra diferentes concentrações de ambos os repelentes químicos. A análise estatística mostrou que existiam variações altamente significativas (P<0,01) entre os grupos de teste e controle para sementes e mudas. Ao comparar os dois repelentes, detectaram-se diferenças significativas (P<0,05) e a antraquinona apresentou maior eficácia quando comparada ao metilantranilato, mas em mudas de milho, ambos os repelentes são iguais às propriedades repelentes. As diferenças não significantes (P>0,05) foram observadas em diferentes classificações de repelentes químicos naturais para sementes de milho, enquanto as variações significativas (P<0,05) foram observadas para as mudas de milho quando fornecidas aos pardais. Por um comportamento gravado em video, os pardais apresentaram manifestações de cabeça e vibrações de penas por consumo de sementes tratadas e mudas com maiores concentrações de repelentes de aves naturais.(AU)

Assessment of heavy metals and its impact on DNA fragmentation in different fish species

Abstract This study was conducted to assess water pollution by examining DNA fragmentation in selected fish organs (kidney, liver, gills, and muscle tissue) from Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris, and Labeo rohita collected from a known polluted section of the Chenab River, Pakistan, and from a control site. The fish were caught using a gill net and were assigned to three different weight groups (W1, W2, and W3) to study the degree of variation in DNA fragmentation in relation to body weight. In fish from the polluted site, DNA fragmentation was higher in kidney, liver, gills, and muscles, compared to the control. No significant DNA fragmentation was observed in fish collected from the control site. Highly significant (P 0.01) relationship between body weight and DNA fragmentation was found in the organs of fish procured at the contaminated site. DNA fragmentation in body organs was found to be affected by the concentrations of lead, copper, nickel, and cadmium in W. attu, S. sarwari, L. rohita, and V. vulgarus harvested from Chenab River. DNA fragmentation in different freshwater fish species is therefore a reliable biomarker of water pollution.

Resumo Este estudo foi conduzido para avaliar a poluição da água examinando a fragmentação do DNA em órgãos de peixes selecionados (rim, fígado, brânquias e tecido muscular) de Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris e Labeo rohita coletados de uma conhecida área poluída do rio Chenab, Paquistão e de um local de controle. Os peixes foram capturados usando uma rede branquial e foram divididos em três grupos de pesos diferentes (W1, W2 e W3) para estudar o grau de variação na fragmentação do DNA em relação ao peso corporal. Nos peixes do local poluído, a fragmentação do DNA foi maior nos rins, fígado, brânquias e músculos, em comparação ao controle. Não foi observada fragmentação significativa do DNA em peixes coletados no local de controle. Relação altamente significativa (P 0,01) entre o peso corporal e a fragmentação do DNA foi encontrada nos órgãos dos peixes adquiridos no local contaminado. Verificou-se que a fragmentação do DNA nos órgãos do corpo é afetada pelas concentrações de chumbo, cobre, níquel e cádmio em W. attu, S. sarwari, L. rohita e V. vulgarus colhidos no rio Chenab. A fragmentação do DNA em diferentes espécies de peixes de água doce é, portanto, um biomarcador confiável da poluição da água.

Potential of natural repellents methylanthranilate and anthraquinone applied on maize seeds and seedlings against house sparrow (Passer domesticus) in captivity

Abstract Various bird pests caused severe economic losses to valuable crops and fruit orchards all over the world. Among the birds, house sparrow is also considered to cause heavy plunder, not only to seeds of crops but also seedlings especially in organic farming. In present study two bird repellents, methylanthranilate and anthraquinone tested against house sparrows on maize seeds and seedlings in aviary conditions. Trial group in aviary-I, the treated maize seeds and seedlings with different doses of both bird repellents, control group in aviary-II, untreated seeds and seedlings were provided for three hours in the early morning. In each aviary, two closed circuit cameras were also installed to monitor the behavioral responses against different concentrations of both chemical repellents. Statistical analysis showed that there existed highly significant (P 0.01) variations among the trial and control groups for seeds and seedlings. By comparing both repellents, significant (P 0.05) differences were detected and anthraquinone showed better efficacy when compared to methylanthranilate, but in maize seedlings both repellents equal repellent properties. Non-significant (P>0.05) differences were observed in different grading of both natural chemical repellents for maize seeds while significant (P 0.05) variations were noticed for maize seedlings when provided to sparrows. By videotaped behavior sparrows presented manifest head juddering and feather upsetting activities by consumption of treated seeds and seedlings with higher concentrations of both natural bird repellents.

Resumo Várias pragas de aves causaram graves perdas econômicas para cultivos valiosos e pomares de frutas em todo o mundo. Entre os pássaros, o pardal da casa também é considerado um grande saqueo, não só para as sementes das culturas, mas também para as mudas, especialmente na agricultura orgânica. No presente estudo, dois repelentes de aves, metilantranilato e antraquinona testados contra pardais de casa em sementes de milho e mudas em condições de aviário. O grupo de ensaio em aviary-I, as sementes de milho tratadas e as mudas com diferentes doses de repelentes de aves, grupo de controle em aviary-II, sementes não tratadas e mudas foram fornecidas por três horas no início da manhã. Em cada aviário, duas câmeras de circuito fechado também foram instaladas para monitorar as respostas comportamentais contra diferentes concentrações de ambos os repelentes químicos. A análise estatística mostrou que existiam variações altamente significativas (P 0,01) entre os grupos de teste e controle para sementes e mudas. Ao comparar os dois repelentes, detectaram-se diferenças significativas (P 0,05) e a antraquinona apresentou maior eficácia quando comparada ao metilantranilato, mas em mudas de milho, ambos os repelentes são iguais às propriedades repelentes. As diferenças não significantes (P>0,05) foram observadas em diferentes classificações de repelentes químicos naturais para sementes de milho, enquanto as variações significativas (P 0,05) foram observadas para as mudas de milho quando fornecidas aos pardais. Por um comportamento gravado em video, os pardais apresentaram manifestações de cabeça e vibrações de penas por consumo de sementes tratadas e mudas com maiores concentrações de repelentes de aves naturais.

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil

Abstract Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

Resumo A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.

Environmental sustainability assessment of softwood and hardwood seedlings production in forest nurseries: A case study from Pakistan / Avaliação da sustentabilidade ambiental da produção de mudas de madeira macia e madeira dura em viveiros florestais: um estudo de caso do Paquistão

This article describes the environmental impacts of producing a single seedling in forest nurseries of selected districts (i.e., Haripur, Abbottabad, and Mansehra) of Hazara Division of Khyber Pakhtunkhwa, Pakistan using the life cycle assessment (LCA) approach. This study was based on the cradle-to-gate approach which begins with the pre-nursery stage and progresses toward the main nursery before transplanting seedlings into the plantation site. Data or life cycle inventory (LCI) of seedling production were collected through questionnaire surveys and personal meetings with forest nurseries managers and workers regarding consumption of different inputs such as electricity, diesel, fertilizers, herbicides, and polyethylene bags, organic manure, and water consumption. The SimaPro software version 8.5 and the CML2000 v2.05 environmental model was applied to perform life cycle impact assessment (LCIA) for a single seedling production in forest nurseries in the study area. In line with the objectives of the study, primary data regarding inputs and outputs of the nurseries were collected from 35 nurseries in the study area by using a random questionnaire method. In addition, secondary data were taken from online databases such as Eco-invent v.3.2 CORRIM and peer-reviewed published literature. For this study, a functional unit of a single seedling was considered. Production weighted average data were modeled in the latest environmental modeling software i.e., SimaPro v.8.5 for ten US-EPA most wanted environmental impacts, such as global warming potential (GWP), abiotic depletion (AD), eutrophication potential (EP), acidification potential (AP), freshwater aquatic eco-toxicity (FAE), marine water eco-toxicity (MWE), terrestrial eco-toxicity (TE), ozone layer depletion (OLD), photochemical oxidation (PO), and human toxicity (HT). The results showed that the highest environmental impact posed by a single seedling was marine aquatic eco-toxicity (11.31360 kg 1,4-DB eq), followed by global warming potential (0.02945 kg CO2 eq) and (0.01227 kg 1,4-DB eq) human toxicity. The primary reason for these environmental burdens was the use of synthetic fertilizers in forest nurseries and the consumption of fossil fuels in nursery mechanization and transportation activities. The total cumulative energy demand for a single seedling was (0.800 MJ) with more than 90% contribution from fossil fuel energy resources such as petrol and diesel. It is therefore highly recommended to use renewable energy resources and organic fertilizers instead of chemical fertilizers in forest nurseries to avoid and minimize greenhouse gas emissions (GHS) and other toxic emissions in the study area.

Este artigo descreve os impactos ambientais da produção de uma única muda em viveiros florestais de distritos selecionados (Haripur, Abbottabad e Manshera) da divisão Hazara, de Khyber Pakhtunkhwa, Paquistão, usando a abordagem de avaliação do ciclo de vida (ACV). Este estudo baseou-se na abordagem "do berço ao portão", que se inicia na fase pré-viveiro e progride em direção ao viveiro principal antes do transplante das mudas para o local de plantio. Os dados ou inventário de ciclo de vida (ICV) da produção de mudas foram coletados por meio de questionários e reuniões pessoais com o gerente e os trabalhadores dos viveiros florestais sobre o consumo de diferentes insumos, como energia elétrica, diesel, fertilizantes, herbicidas, sacos de polietileno, adubo orgânico e consumo de água. O software SimaPro, versão 8.5, e o modelo ambiental CML2000, v2.05, foram aplicados para realizar a avaliação de impacto do ciclo de vida (AICV) de uma única produção de mudas em viveiros florestais na área de estudo. Em consonância com os objetivos do estudo, os dados primários relativos às entradas e saídas dos viveiros foram coletados de 35 viveiros na área de estudo por meio de um método de questionário aleatório. Além disso, dados secundários foram obtidos de bancos de dados online, como Eco-invent v.3.2 CORRIM e literatura publicada revisada por pares. Para este estudo, foi considerada uma unidade funcional de uma única plântula. Os dados médios ponderados de produção foram modelados no software de modelagem ambiental mais recente, ou seja, SimaPro, v.8.5, para 10 impactos ambientais mais desejados pela US-EPA, como potencial de aquecimento global (PAG), depleção abiótica (DA), potencial de eutrofização (PE), potencial de acidificação (PA), ecotoxicidade de água doce (EAD), ecotoxicidade da água marinha (EAM), ecotoxicidade terrestre (ET), destruição da camada de ozônio (DCO), oxidação fotoquímica (OF) e toxicidade humana (TH). Os resultados mostraram que o maior impacto ambiental causado por uma única muda foi a ecotoxicidade da água marinha (11,31360 kg 1,4-DB eq), seguido pelo potencial de aquecimento global (0,02945 kg CO2 eq) e toxicidade humana (0,01227 kg 1,4-DB eq) eq). A principal razão para esses ônus ambientais foi o uso de fertilizantes sintéticos em viveiros florestais e o consumo de combustíveis fósseis nas atividades de mecanização e transporte de viveiros. A demanda total acumulada de energia para uma única muda foi de 0,800 MJ, com mais de 90% de contribuição de recursos energéticos de combustíveis fósseis, como gasolina e diesel. Portanto, é altamente recomendável usar recursos de energia renovável e fertilizantes orgânicos em vez de fertilizantes químicos em viveiros florestais para evitar e minimizar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) e outras emissões tóxicas na área de estudo.