A Physiological behavior and tolerance of Lactuca sativa to lead nitrate and silver nitrate heavy metals / Comportamento fisiológico e tolerância de Lactuca sativa aos metais pesados nitrato de chumbo e nitrato de prata

This study goal to evaluate the effects of different concentrations of lead (Pb) and silver (Ag) on germination, initial growth and anatomical alterations of Lactuca sativa L. Plants use various mechanisms to reduce the impacts caused by anthropic action, such as xenobiotic elements of soils and water contaminated by heavy metals. These metals were supplied as lead nitrate and silver nitrate and the following treatments were established: control for both metals, maximum dose of heavy metals, for arable soils, allowed by the National Council of the Environment (Ag = 25 mg. Kg-1, Pb = 180 mg. Kg-1), double (Ag = 50 mg. Kg-1, Pb = 360 mg. Kg-1) and triple (Ag = 75 mg. Kg-1, Pb = 540 mg. Kg -1) of this dosage. Vigor and germination tests of the seeds and possible anatomical changes in the leaves and roots of lettuce plants were performed. The species showed a high capacity to germinate under Pb and Ag stress, and the germination was never completely inhibited; however, the germination decreased with increasing Pb concentrations, but not under Ag stress. The use of increasing doses of metals reduced seed vigor and increased chlorophyll content. An increase in biomass was also observed in plants from treatments submitted to Pb. The phytotoxic effects of metals were more pronounced at 15 days after sowing. Anatomically, L. sativa was influenced by metal concentrations, and had a reduction of up to 79.9% in root epidermis thickness at the highest Pb concentration, although some structures did not suffer significant changes. The results suggest that L. sativa presents tolerance to high concentrations of heavy metals, showing possible mechanisms to overcome the stress caused by these metals. In this research lettuce possibly used the mechanism of exclusion of metals retaining Pb and Ag in the roots preserving the photosynthetic apparatus in the aerial part of the plants. In general, the chemical element Pb was more toxic than Ag, in these experimental conditions.

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes concentrações de chumbo (Pb) e prata (Ag) na germinação, crescimento inicial e alterações anatômicas de Lactuca sativa L. As plantas utilizam vários mecanismos para reduzir os impactos causados pela ação antrópica, como elementos xenobióticos de solos e água contaminada por metais pesados. Esses metais foram fornecidos como nitrato de chumbo e nitrato de prata e foram estabelecidos os seguintes tratamentos: controle para ambos os metais, dose máxima de metais pesados, para solos cultiváveis, permitida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Ag = 25mg.Kg-1, Pb = 180mg.Kg-1), dobro (Ag = 50mg.Kg-1, Pb = 360mg.Kg-1) e triplo (Ag = 75mg.Kg-1, Pb = 540 mg.Kg -1) desta dosagem. Foram realizados testes de vigor e germinação das sementes e possíveis alterações anatômicas nas folhas e raízes das plantas de alface. A espécie apresentou alta capacidade de germinar sob estresse de Ag e Pb, e a germinação nunca foi completamente inibida; entretanto, a germinação diminuiu com o aumento das concentrações de Pb, mas não sob estresse de Ag. O uso de doses crescentes dos metais, reduziu o vigor das sementes e aumentou o teor de clorofila. Também foi observado aumento da biomassa nas plantas a partir dos tratamentos submetidos ao Pb. Os efeitos fitotóxicos dos metais foram mais acentuados aos 15 dias após a semeadura. Anatomicamente, L. sativa foi influenciada pelas concentrações de metais, e teve uma redução de até 79,9% na espessura da epiderme radicular na maior concentração de Pb, embora algumas estruturas não tenham sofrido alterações significativas. Os resultados sugerem que L. sativa apresenta tolerância a altas concentrações de metais pesados, mostrando possíveis mecanismos para superar o estresse causado por esses metais. Nesta pesquisa a alface possivelmente utilizou o mecanismo de exclusão de metais retendo Pb e Ag nas raízes preservando o aparato fotossintético na parte aérea das plantas. De forma geral o elemento químico Pb se mostrou mais tóxico que Ag, nestas condições experimentais.

Nitrogen-fixing Cyanothece sp. as a mixotroph and silver nanoparticle synthesizer: a multitasking exceptional cyanobacterium / Cyanothece sp. fixadora de nitrogênio como um sintetizador de nanopartículas mixotrófico e prata: uma cianobactéria excepcional multitarefa

To investigate the best carbon source for mixotrophic growth of Cyanothece sp. This cyanobacterium is also used as a source of biogenic silver nanoparticles. The study also investigates the antimicrobial activity of nanoparticles (both gold and silver) biosynthesized by this cyanobacterium. Those particles are tested solely and in combination as antimicrobial agents against two farm bacteria commonly found in Al Ahsa. Soil extract was prepared from pesticide-free soil whereas dextrose was prepared in 6 mM concentration and the cyanobacterial culture cell density was determined after two weeks. Cultures of Cyanothece sp. were incubated with silver nitrate until turning brown. The external solution of culture was analyzed using chemical analyses including UV- visible and FTIR to confirm nano silver formation. Previously-biosynthesized nano gold particles by Cyanothece sp. were used solely and in combination with newly biosynthesized nano silver particles for antimicrobial bioassay against the two farm bacterial pathogens. The best mixotrophic cyanobacterial growth was obtained for soil extract followed by dextrose which were significantly different from control. The synthesis of nanoparticles using this cyanobacterium was confirmed using UV-visible light spectrophotometry which detected the characteristic surface plasmon resonance peak in the range of 410-450 nm and the FTIR spectroscopy which showed the characteristic silver nanoparticles peak at 3.297 cm-1 which overlaps with -OH- in addition to the other functional groups associated with nano silver particles detected at 2,927, 1,631 and 1,383 cm−1. Silver nanoparticles showed the strong antimicrobial effect against both pathogens Staphylococcus aureus (MRSA) and Staphylococcus warneri with inhibition zone diameter 1.3 cm for both followed by the combination of silver and gold nanoparticles. Soil extract is a natural medium rich in all types of organic and inorganic nutrients which enhance algal mixotrophic growth. Biosynthesized silver nanoparticles showed the strongest antibacterial action against both pathogens most likely due to its ease of penetration, interaction with cellular components, generation of reactive oxygen species and induction of oxidative stress leading to bacterial death.

Investigar a melhor fonte de carbono para o crescimento mixotrófico de Cyanothece sp. Esta cianobactéria também é utilizada como fonte de nanopartículas de prata biogênicas. O estudo também investiga a atividade antimicrobiana de nanopartículas (ouro e prata) biossintetizadas por essa cianobactéria. Essas partículas são testadas isoladamente e em combinação como agentes antimicrobianos contra duas bactérias agrícolas comumente encontradas em Al Ahsa. O extrato do solo foi preparado a partir de solo livre de pesticidas, enquanto a dextrose foi preparada na concentração de 6 mM e a densidade celular da cultura de cianobactérias foi determinada após duas semanas. Culturas de Cyanothece sp. foram incubadas com nitrato de prata até ficarem marrons. A solução externa de cultura foi analisada usando análises químicas incluindo UV-visível e FTIR para confirmar a formação de nano prata. Nano partículas de ouro previamente biossintetizadas por Cyanothece sp. foram usados ​​apenas e em combinação com nano partículas de prata recém-biossintetizadas para bioensaio antimicrobiano contra os dois patógenos bacterianos da fazenda. O melhor crescimento de cianobactérias mixotrópicas foi obtido para o extrato de solo seguido pela dextrose que foram significativamente diferentes do controle. A síntese de nanopartículas usando esta cianobactéria foi confirmada por espectrofotometria de luz UV-visível que detectou o pico característico de ressonância plasmônica de superfície na faixa de 410-450 nm e a espectroscopia FTIR que mostrou as nanopartículas de prata características - pico em 3.297 cm-1 que se sobrepõe com -OH- além dos outros grupos funcionais associados a nanopartículas de prata detectadas em 2.927, 1.631 e 1.383 cm−1. As nanopartículas de prata mostraram forte efeito antimicrobiano contra ambos os patógenos (Staphylococcus aureus (MRSA) e Staphylococcus warneri com diâmetro de zona de inibição de 1,3 cm para ambos, seguido pela combinação de nanopartículas de prata e ouro. O extrato do solo é um meio natural rico em todos os tipos de nutrientes orgânicos e inorgânicos que favorecem o crescimento mixotrófico de algas. As nanopartículas de prata biossintetizadas mostraram a ação antibacteriana mais forte contra ambos os patógenos, provavelmente devido à sua facilidade de penetração, interação com componentes celulares, geração de espécies reativas de oxigênio e indução de estresse oxidativo levando à morte bacteriana.

Soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata como alternativa para antissepsia de tetos de bovinos (teste in situ) / Solutions of Zinc oxide and silver nitrate as an alternative to bovine udder antisepsis

Este trabalho teve como objetivo analisar o potencial das soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata como alternativa para antissepsia de tetos de bovinos (in situ), considerando a escassez de literatura a respeito do uso destes compostos na profilaxia de mastites. Primeiramente foram realizados ensaios de microdiluição e CBM (Concentração Bactericida Mínima) a fim de verificar a atividade antimicrobiana das soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata sobre 30 isolados de Staphylococcus spp., obtidos de casos de mastite. Todos os isolados apresentaram sensibilidade às duas soluções testadas, mas a solução de nitrato de prata apresentou menores valores de CBMs (3,05 a 97,65 µg/mL), quando comparada as CBMs da solução de óxido de zinco (97,65 a 6.250 µg/mL). Posteriormente, foram conduzidos os ensaios de antissepsia dos tetos (in situ) através da imersão dos mesmos nas soluções antimicrobianas testadas. Para isso, foram utilizados 40 tetos (n=40) oriundos de vacas abatidas, os quais foram divididos em 4 grupos de 10 tetos, destinados ao teste das solução de óxido de zinco a 3% (30mg/mL), de nitrato e prata 1% (10mg/mL) e seus respectivos controles. Os tetos foram submetidos à contagem de microrganismos mesófilos na superfície dos tetos (UFC/cm2) antes e após a imersão nas soluções testadas. Como resultado, todas as soluções (de óxido de zinco e de nitrato de prata) apresentaram significativa redução de UFC/cm2 até aos 60 minutos após a imersão (M 0' a M 60'). A solução de nitrato de prata apresentou redução de UFC/cm2 significativamente maior, quando comparado ao grupo testado com solução de óxido de zinco. Tais resultados validam o potencial das soluções de óxido de zinco e nitrato de prata para utilização no pré e pós-dipping em vacas leiteiras.(AU)

This study aimed to analyze the zinc oxide and silver nitrate solutions as an alternative antiseptic for cow teats (in situ), considering the lack in the literature about these compounds uses in mastitis prophylaxis. First microdilution tests med and MBC (Minimal Bactericidal Concentration were perfor in order to determine the antimicrobial activity of zinc oxide and silver nitrate solutions over 30 Staphylococcus spp. isolates, obtained from cows with mastitis. All strains tested showed sensitivity to both solutions, but the silver nitrate solution had lower MBC values (3,05 to 97,65ug/ml) compared with zinc oxide solution MBCs (97,65 to 6,250 ug/ml). Subsequently, the antiseptic teat tests were conducted (in situ) by immersing the teats in same antimicrobial solutions tested in the first experiment. Therefore, 40 teats were used (n = 40) originating from slaughtered cows were divided into 4 groups of 10 teats, to test test zinc oxide 3% (30mg/mL) and silver nitrate 1% (10mg/mL) solutions and their respective controls. The teats were submitted to mesophilic count on the teat surface (CFU/cm2) before and after immersion in tested solutions. As a result, all the solutions (zinc oxide and silver nitrate) had a significant reduction in CFU/cm2 until 60 minutes after immersion (M 0' to 60 M'). Silver nitrate solution showed a reduction of CFU/cm2 significantly higher compared to the group treated with zinc oxide solution. These results validate the potential use of zinc oxide and silver nitrate solutions in dairy cows as a pre- and post-dipping antiseptic.(AU)

Soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata como alternativa para antissepsia de tetos de bovinos (teste in situ) / Solutions of Zinc oxide and silver nitrate as an alternative to bovine udder antisepsis

Este trabalho teve como objetivo analisar o potencial das soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata como alternativa para antissepsia de tetos de bovinos (in situ), considerando a escassez de literatura a respeito do uso destes compostos na profilaxia de mastites. Primeiramente foram realizados ensaios de microdiluição e CBM (Concentração Bactericida Mínima) a fim de verificar a atividade antimicrobiana das soluções de óxido de zinco e de nitrato de prata sobre 30 isolados de Staphylococcus spp., obtidos de casos de mastite. Todos os isolados apresentaram sensibilidade às duas soluções testadas, mas a solução de nitrato de prata apresentou menores valores de CBMs (3,05 a 97,65 µg/mL), quando comparada as CBMs da solução de óxido de zinco (97,65 a 6.250 µg/mL). Posteriormente, foram conduzidos os ensaios de antissepsia dos tetos (in situ) através da imersão dos mesmos nas soluções antimicrobianas testadas. Para isso, foram utilizados 40 tetos (n=40) oriundos de vacas abatidas, os quais foram divididos em 4 grupos de 10 tetos, destinados ao teste das solução de óxido de zinco a 3% (30mg/mL), de nitrato e prata 1% (10mg/mL) e seus respectivos controles. Os tetos foram submetidos à contagem de microrganismos mesófilos na superfície dos tetos (UFC/cm2) antes e após a imersão nas soluções testadas. Como resultado, todas as soluções (de óxido de zinco e de nitrato de prata) apresentaram significativa redução de UFC/cm2 até aos 60 minutos após a imersão (M 0' a M 60'). A solução de nitrato de prata apresentou redução de UFC/cm2 significativamente maior, quando comparado ao grupo testado com solução de óxido de zinco. Tais resultados validam o potencial das soluções de óxido de zinco e nitrato de prata para utilização no pré e pós-dipping em vacas leiteiras.(AU)

This study aimed to analyze the zinc oxide and silver nitrate solutions as an alternative antiseptic for cow teats (in situ), considering the lack in the literature about these compounds uses in mastitis prophylaxis. First microdilution tests med and MBC (Minimal Bactericidal Concentration were perfor in order to determine the antimicrobial activity of zinc oxide and silver nitrate solutions over 30 Staphylococcus spp. isolates, obtained from cows with mastitis. All strains tested showed sensitivity to both solutions, but the silver nitrate solution had lower MBC values (3,05 to 97,65ug/ml) compared with zinc oxide solution MBCs (97,65 to 6,250 ug/ml). Subsequently, the antiseptic teat tests were conducted (in situ) by immersing the teats in same antimicrobial solutions tested in the first experiment. Therefore, 40 teats were used (n = 40) originating from slaughtered cows were divided into 4 groups of 10 teats, to test test zinc oxide 3% (30mg/mL) and silver nitrate 1% (10mg/mL) solutions and their respective controls. The teats were submitted to mesophilic count on the teat surface (CFU/cm2) before and after immersion in tested solutions. As a result, all the solutions (zinc oxide and silver nitrate) had a significant reduction in CFU/cm2 until 60 minutes after immersion (M 0' to 60 M'). Silver nitrate solution showed a reduction of CFU/cm2 significantly higher compared to the group treated with zinc oxide solution. These results validate the potential use of zinc oxide and silver nitrate solutions in dairy cows as a pre- and post-dipping antiseptic.(AU)

Green Synthesis of AgNPs Stabilized with biowaste and their antimicrobial activities

In the present study, rapid reduction and stabilization of Ag+ ions with different NaOH molar concentration (0.5 mM, 1.0 mM and 1.5 mM) has been carried out in the aqueous solution of silver nitrate by the bio waste peel extract of P.granatum. Generally, chemical methods used for the synthesis of AgNPs are quite toxic, flammable and have adverse effect in medical application but green synthesis is a better option due to eco-friendliness, non-toxicity and safe for human. Stable AgNPs were synthesized by treating 90 mL aqueous solution of 2 mM AgNO3 with the 5 mL plant peels extract (0.4% w/v) at different NaOH concentration (5 mL). The synthesized AgNPs were characterized by UV-Vis spectroscopy, TEM and SEM. Further, antimicrobial activities of AgNPs were performed on Gram positive i.e. Staphylococcus aureus, Bacillus subtilius and Gram negative i.e. E. coli, Pseudomonas aeruginosa bacteria. The AgNPs synthesized at 1.5 mM NaOH concentration had shown maximum zone of inhibition (ZOI) i.e. 49 ± 0.64 in E. coli, whereas Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus and Bacillus subtilius had shown 40 ± 0.29 mm, 28 ± 0.13 and 42 ± 0.49 mm ZOI respectively. The MIC value of 30 g/mL observed for E. coli Whereas, Staphylococcus aureus, Bacillus subtilius and Pseudomonas aeruginosa had shown 45 µg/mL, 38 µg/mL, 35 µg/mL respectively. The study revealed that AgNPs had shown significant antimicrobial activity as compared to Streptomycin.

Nuclear activity in Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apidae) queen ovary cells demonstrated by silver nitrate impregnation and ultrastructure / Atividade nuclear em células do ovário de rainha de Apis mellifera L. (Hymenoptera, Apidae) demonstrada por impregnação com nitrato de prata e ultraestrutura

The present paper shows through conventional light microscopy, silver nitrate impregnation and Transmission Electron Microscopy, the changes in nuclear activity that occurs in the ovary cells during vitellogenesis of Apis mellifera (Linnaeus, 1758). The material impregnated by silver nitrate was detected in nurse cells, oocyte germinal vesicle and follicular cells, whose amounts are greater in phases corresponding to ovarian cells more intense activity. The silver impregnation permitted to demonstrate that the oocyte germinal vesicle synthezises ribonucleoproteins (RNP) during the beginning of the vitellogenesis. The ultrastructure show nucleolar-like material corresponding to nuclear sites impregnated by silver.

Este estudo mostra, por meio de microscopia convencional, impregnação por nitrato de prata e microscopia eletrônica de transmissão, as mudanças que ocorrem na atividade nuclear de células do ovário durante a vitelogênese de Apis mellifera (Linnaeus, 1758). Material impregnado por nitrato de prata foi detectado no núcleo de células nutridoras, na vesícula germinal do ovócito e no núcleo das células foliculares. As maiores quantidades de material impregnado pela prata foram observadas durante as fases de maior atividade dessas estruturas. A impregnação por prata permitiu demonstrar que a vesícula germinal sintetiza ribonucleoproteínas (RNP) durante o início da vitelogênese. A ultraestrutura mostrou que o material impregnado apresenta características morfológicas de nucléolos.