Studies on bioaccumulation patterns, biochemical and genotoxic effects of copper on freshwater fish, Catla catla: an in vivo analysis / Estudos sobre padrões de bioacumulação, efeitos bioquímicos e genotóxicos do cobre em peixes de água doce, Catla catla: uma análise in vivo

During present study, the copper (Cu) mediated oxidative stress was measured that induced DNA damage by concentrating in the tissues of fish, Catla catla (14.45±1.24g; 84.68±1.45mm) (Hamilton,1822). Fish fingerlings were retained in 5 groups for 14, 28, 42, 56, 70 and 84 days of the exposure period. They were treated with 2/3, 1/3, 1/4 and 1/5 (T1-T4) of 96h lethal concentration of copper. Controls were run along with all the treatments for the same durations. A significant (p < 0.05) dose and time dependent concentration of Cu was observed in the gills, liver, kidney, muscles, and brain of C. catla. Among organs, the liver showed a significantly higher concentration of Cu followed by gills, kidney, brain, and muscles. Copper accumulation in these organs caused a significant variation in the activities of enzymes viz. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD). The SOD activity varied significantly in response to the exposure time of Cu as 56 > 70 > 42 > 84 > 28 > 14 days while CAT activity exhibited an inverse relationship with the increase in Cu concentration. POD activity showed a significant rise with an increase in Cu exposure duration. Comet assay exhibited significant DNA damage in the peripheral erythrocytes of Cu exposed C. catla. Among four exposure concentrations, 2/3rd of LC50 (T1) caused significantly higher damage to the nuclei compared to control. Increased POD and SOD activity, as well as a decrease in CAT activity in response to Cu, demonstrates the involvement of a protective mechanism against reactive oxygen species (ROS), whereas increased ROS resulted in higher DNA damage. These above-mentioned molecular markers can be efficiently used for the biomonitoring of aquatic environments and conservation of edible fish fauna.

Durante o presente estudo, o estresse oxidativo mediado pelo cobre (Cu) foi medido que induziu danos ao DNA por concentração nos tecidos de peixes, Catla catla (14,45 ± 1,24g; 84,68 ± 1,45mm) (Hamilton, 1822). Os alevinos foram retidos em 5 grupos por 14, 28, 42, 56, 70 e 84 dias do período de exposição. Eles foram tratados com 2/3, 1/3, 1/4 e 1/5 (T1-T4) de 96h de concentração letal de cobre. Os controles foram executados junto com todos os tratamentos para as mesmas durações. Uma significativa (p <0,05) concentração dependente do tempo e da dose de Cu foi observada nas brânquias, fígado, rim, músculos e cérebro de C. catla. Entre os órgãos, o fígado apresentou uma concentração significativamente maior de cobre, seguido por guelras, rins, cérebro e músculos. O acúmulo de cobre nesses órgãos causou uma variação significativa nas atividades das enzimas viz. superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e peroxidase (POD). A atividade de SOD variou significativamente em resposta ao tempo de exposição de Cu como 56> 70> 42> 84> 28> 14 dias, enquanto a atividade de CAT exibiu uma relação inversa com o aumento na concentração de Cu. A atividade POD mostrou um aumento significativo com um aumento na duração da exposição ao Cu. O ensaio do cometa exibiu dano significativo ao DNA induzido por Cu nos eritrócitos periféricos de C. catla. Entre as quatro concentrações de exposição, 2/3 do LC50 (T1) causou danos significativamente maiores aos núcleos em comparação com o controle. O aumento da atividade de POD e SOD, bem como uma diminuição na atividade de CAT em resposta ao Cu, demonstra o envolvimento de um mecanismo protetor contra espécies reativas de oxigênio (ROS), enquanto o aumento de ROS resultou em maior dano ao DNA. Esses marcadores moleculares mencionados acima podem ser usados ​​de forma eficiente para o biomonitoramento de ambientes aquáticos e conservação da ictiofauna comestível.

Morpho-physiological and phytohormonal changes during the induction of adventitious root development stimulated by exogenous IBA application in Magnolia biondii Pamp / Alterações morfofisiológicas e fito-hormonais durante a indução do desenvolvimento radicular adventício estimulado pela aplicação exógena do AIB em Magnolia biondii Pamp

Magnolia biondii Pamp is an important ornamental tree species widely grown and used as a rootstock in the propagation of different Magnolia varieties. In the current studies, anatomical, physiological and endogenous hormones were studied to check the effect of IBA 750 mg/L on the adventitious rooting and to provide theoretical and technical support for the propagation of Magnolia biondii Pamp through stem cuttings. Two thousand stem cuttings were prepared and divided into two groups i.e., IBA treated cuttings and water control. For the evaluation of antioxidant enzyme activities, and endogenous hormones levels, samples were collected on the day of planting and each 5th day and further steps were carried out in the laboratory according to the protocols and proper precautions. For the anatomical observations, samples were collected on the 13th, 15th, and 17th day for IBA treated cuttings while 21st, 23rd, and 25th day for control. Collected samples were preserved in the FAA solution and further observations were carried out in the laboratory. Anatomical observations showed that it took 13 days for the differentiation of root primordia to the appearance of young adventitious roots in IBA treated cuttings, while it took 21 days to develop primordia in the control. Antioxidant enzyme activities involved in ROS were significantly higher in the IBA treated cuttings compared to control. POD showed a peak on the 13th day before the emergence of roots in IBA treated cuttings while it showed a peak on the 21st day in the control. PPO showed a peak on the 21st day in the IBA treated cuttings while it showed a peak on the 29th day in the control. SOD showed a peak on the 17th day in IBA treated cuttings, while it showed a peak on the 25th day in the control. Exogenous application of IBA enhanced the endogenous IAA and GA3 levels compared to CK, while it reduced the levels of ABA continuously at the time of rooting and then increased gradually. Inclusively, our study suggests that IBA 750 mg/L is efficient for the rooting of Magnolia biondii Pamp cuttings, as it enhanced the process of antioxidant enzyme activities, endogenous hormones levels and reduced the time of root formation which is evident from the anatomical observations.

Magnolia biondii Pamp é uma importante espécie de árvore ornamental muito cultivada e utilizada como porta-enxerto na propagação de diferentes variedades de Magnolia. Nos estudos atuais, hormônios anatômicos, fisiológicos e endógenos foram estudados para verificar o efeito do AIB na dose de 750 mg / L no enraizamento adventício e fornecer suporte teórico e técnico para a propagação de M. biondii Pamp por meio de estacas. Duas mil estacas foram preparadas e divididas em dois grupos, ou seja, tratadas com AIB e controle de água. Para a avaliação das atividades das enzimas antioxidantes e dos níveis de hormônios endógenos, as amostras foram coletadas no dia do plantio e a cada 5 dias, enquanto as demais etapas foram realizadas em laboratório de acordo com os protocolos e os devidos cuidados. Para as observações anatômicas, as amostras foram coletadas no 13º, 15º e 17º dias para estacas tratadas com AIB e no 21º, 23º e 25º dias para o controle. As amostras coletadas foram preservadas em solução FAA, e outras observações foram realizadas em laboratório. Observações anatômicas mostraram a necessidade de 13 dias para a diferenciação dos primórdios radiculares até o aparecimento de raízes adventícias jovens em estacas tratadas com AIB e de 21 dias para o desenvolvimento dos primórdios no controle. As atividades das enzimas antioxidantes envolvidas nas ROS foram significativamente maiores nas estacas tratadas com AIB em comparação com o controle. A POD apresentou pico no 13º dia antes da emergência das raízes nas estacas tratadas com AIB, enquanto no 21º dia apresentou pico no controle. A PPO teve pico no 21º dia nas estacas tratadas com AIB e no 29º dia no controle. A SOD apresentou pico no 17º dia nas estacas tratadas com AIB e no 25º dia no controle. A aplicação exógena de AIB aumentou os níveis endógenos de IAA e GA3 em relação ao controle, enquanto reduziu os níveis de ABA continuamente no momento do enraizamento e, em seguida, aumentou gradativamente. Inclusive, nosso estudo sugere que o AIB na dose de 750 mg / L é eficiente para o enraizamento de estacas de M. biondii Pamp, visto que potencializou o processo de atividades de enzimas antioxidantes e os níveis de hormônios endógenos, além de reduzir o tempo de formação de raízes, o que fica evidente nas observações anatômicas.

Testing for the ability to modify antibiotics of Panus tigrinus 8/18 Lentinus strigosus 1566 laccase / Teste de capacidade para modificar antibióticos a partir da lacase de Panus tigrinus 8/18 e Lentinus strigosus 1566

In advanced biotechnology, the utilization of enzymes to achieve new or modified compounds with antibacterial, fungicidal, and anti-cancer specifications is crucial. Mushroom lactases are a hopeful biocatalyst for the synthesis and modification of different compounds. They are an accessible and inexpensive enzyme for the preparation of reaction objects and have recently received attention. Laccase purification was performed from basidiomycete Lentinus strigosus (LS) in several stages: Stage 1. On ion-exchange chromatography on TEAE Servacell 23 (400 ml), two distinctly separated laccase activity peaks were observed, eluted from the carrier at 0.21 and 0.27 M NaCl. In order to reduce the loss of enzymes, all fractions with laccase activity were collected, concentrated, and desalted using an ultrafiltration cell (Amicon, United States) with a UM-10 membrane. Stage 2. The resulting preparation with laccase activity was applied to a Q-Sepharose column (60 ml). Two well-separated peaks with laccase activity were obtained during the elution: laccase I (0.12 M NaCl) and laccase II (0.2 M NaCl). Stage 3. In the course of further purification of both enzymes, carried out on anion-exchange carrier Resource Q (6 ml), a broken gradient was used: 0 - 10%, 10 - 20%, and 20 - 100% with 1M NaCl. Stage 4. Both laccase I and laccase II, obtained after Resource Q, were desalted, concentrated to 1 ml each, and applied to a Superdex 75 gel filtration column. As a result, two laccases were obtained in a homogeneous form.

Na biotecnologia moderna, o uso de enzimas para obter compostos novos ou modificados com propriedades antibacterianas, antifúngicas e anticancerígenas é crucial. Lactases de cogumelos são biocatalisadores promissores para síntese e modificação de diferentes compostos, por serem enzimas baratas e disponíveis para a preparação de componentes de reação, e vem recebendo a devida atenção recentemente. A purificação da lacase foi realizada a partir do basidiomiceto Lentinus strigosus em vários estágios: Etapa 1 - na cromatografia de troca iônica em TEAE Servacell 23 (400 ml), foram observados dois picos de atividade da lacase distintamente separados, com eluição do transportador a 0,21 e 0,27 M de NaCl. Para reduzir a perda de enzimas, todas as frações com atividade de lacase foram coletadas, concentradas e dessalinizadas em uma célula de ultrafiltração (Amicon, Estados Unidos) com membrana UM-10; Etapa 2 - a preparação resultante com atividade de lacase foi aplicada a uma coluna Q-Sepharose (60 ml). Durante a eluição, foram obtidos dois picos bem separados com atividade de lacase: lacase I (NaCl 0,12 M) e lacase II (NaCl 0,2 M); Etapa 3 - no decurso da purificação adicional de ambas as enzimas, realizada no Recurso Q de transportador de troca aniônica (6 ml), um gradiente quebrado foi usado: 0-10%, 10-20% e 20-100% com NaCl 1M; Etapa 4 - tanto a lacase I como a lacase II, obtidas após o Recurso Q, foram dessalinizadas e concentradas para 1 ml cada e aplicadas a uma coluna de filtração em gel Superdex 75. Como resultado, duas lacases foram obtidas de forma homogênea.

Studies on bioaccumulation patterns, biochemical and genotoxic effects of copper on freshwater fish, Catla catla: an in vivo analysis

Abstract During present study, the copper (Cu) mediated oxidative stress was measured that induced DNA damage by concentrating in the tissues of fish, Catla catla (14.45±1.24g; 84.68±1.45mm) (Hamilton,1822). Fish fingerlings were retained in 5 groups for 14, 28, 42, 56, 70 and 84 days of the exposure period. They were treated with 2/3, 1/3, 1/4 and 1/5 (T1-T4) of 96h lethal concentration of copper. Controls were run along with all the treatments for the same durations. A significant (p 0.05) dose and time dependent concentration of Cu was observed in the gills, liver, kidney, muscles, and brain of C. catla. Among organs, the liver showed a significantly higher concentration of Cu followed by gills, kidney, brain, and muscles. Copper accumulation in these organs caused a significant variation in the activities of enzymes viz. superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD). The SOD activity varied significantly in response to the exposure time of Cu as 56 > 70 > 42 > 84 > 28 > 14 days while CAT activity exhibited an inverse relationship with the increase in Cu concentration. POD activity showed a significant rise with an increase in Cu exposure duration. Comet assay exhibited significant DNA damage in the peripheral erythrocytes of Cu exposed C. catla. Among four exposure concentrations, 2/3rd of LC50 (T1) caused significantly higher damage to the nuclei compared to control. Increased POD and SOD activity, as well as a decrease in CAT activity in response to Cu, demonstrates the involvement of a protective mechanism against reactive oxygen species (ROS), whereas increased ROS resulted in higher DNA damage. These above-mentioned molecular markers can be efficiently used for the biomonitoring of aquatic environments and conservation of edible fish fauna.

Resumo Durante o presente estudo, o estresse oxidativo mediado pelo cobre (Cu) foi medido que induziu danos ao DNA por concentração nos tecidos de peixes, Catla catla (14,45 ± 1,24g; 84,68 ± 1,45mm) (Hamilton, 1822). Os alevinos foram retidos em 5 grupos por 14, 28, 42, 56, 70 e 84 dias do período de exposição. Eles foram tratados com 2/3, 1/3, 1/4 e 1/5 (T1-T4) de 96h de concentração letal de cobre. Os controles foram executados junto com todos os tratamentos para as mesmas durações. Uma significativa (p 0,05) concentração dependente do tempo e da dose de Cu foi observada nas brânquias, fígado, rim, músculos e cérebro de C. catla. Entre os órgãos, o fígado apresentou uma concentração significativamente maior de cobre, seguido por guelras, rins, cérebro e músculos. O acúmulo de cobre nesses órgãos causou uma variação significativa nas atividades das enzimas viz. superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e peroxidase (POD). A atividade de SOD variou significativamente em resposta ao tempo de exposição de Cu como 56> 70> 42> 84> 28> 14 dias, enquanto a atividade de CAT exibiu uma relação inversa com o aumento na concentração de Cu. A atividade POD mostrou um aumento significativo com um aumento na duração da exposição ao Cu. O ensaio do cometa exibiu dano significativo ao DNA induzido por Cu nos eritrócitos periféricos de C. catla. Entre as quatro concentrações de exposição, 2/3 do LC50 (T1) causou danos significativamente maiores aos núcleos em comparação com o controle. O aumento da atividade de POD e SOD, bem como uma diminuição na atividade de CAT em resposta ao Cu, demonstra o envolvimento de um mecanismo protetor contra espécies reativas de oxigênio (ROS), enquanto o aumento de ROS resultou em maior dano ao DNA. Esses marcadores moleculares mencionados acima podem ser usados de forma eficiente para o biomonitoramento de ambientes aquáticos e conservação da ictiofauna comestível.

Morpho-physiological and phytohormonal changes during the induction of adventitious root development stimulated by exogenous IBA application in Magnolia biondii Pamp

Abstract Magnolia biondii Pamp is an important ornamental tree species widely grown and used as a rootstock in the propagation of different Magnolia varieties. In the current studies, anatomical, physiological and endogenous hormones were studied to check the effect of IBA 750 mg/L on the adventitious rooting and to provide theoretical and technical support for the propagation of Magnolia biondii Pamp through stem cuttings. Two thousand stem cuttings were prepared and divided into two groups i.e., IBA treated cuttings and water control. For the evaluation of antioxidant enzyme activities, and endogenous hormones levels, samples were collected on the day of planting and each 5th day and further steps were carried out in the laboratory according to the protocols and proper precautions. For the anatomical observations, samples were collected on the 13th, 15th, and 17th day for IBA treated cuttings while 21st, 23rd, and 25th day for control. Collected samples were preserved in the FAA solution and further observations were carried out in the laboratory. Anatomical observations showed that it took 13 days for the differentiation of root primordia to the appearance of young adventitious roots in IBA treated cuttings, while it took 21 days to develop primordia in the control. Antioxidant enzyme activities involved in ROS were significantly higher in the IBA treated cuttings compared to control. POD showed a peak on the 13th day before the emergence of roots in IBA treated cuttings while it showed a peak on the 21st day in the control. PPO showed a peak on the 21st day in the IBA treated cuttings while it showed a peak on the 29th day in the control. SOD showed a peak on the 17th day in IBA treated cuttings, while it showed a peak on the 25th day in the control. Exogenous application of IBA enhanced the endogenous IAA and GA3 levels compared to CK, while it reduced the levels of ABA continuously at the time of rooting and then increased gradually. Inclusively, our study suggests that IBA 750 mg/L is efficient for the rooting of Magnolia biondii Pamp cuttings, as it enhanced the process of antioxidant enzyme activities, endogenous hormones levels and reduced the time of root formation which is evident from the anatomical observations.

Resumo Magnolia biondii Pamp é uma importante espécie de árvore ornamental muito cultivada e utilizada como porta-enxerto na propagação de diferentes variedades de Magnolia. Nos estudos atuais, hormônios anatômicos, fisiológicos e endógenos foram estudados para verificar o efeito do AIB na dose de 750 mg / L no enraizamento adventício e fornecer suporte teórico e técnico para a propagação de M. biondii Pamp por meio de estacas. Duas mil estacas foram preparadas e divididas em dois grupos, ou seja, tratadas com AIB e controle de água. Para a avaliação das atividades das enzimas antioxidantes e dos níveis de hormônios endógenos, as amostras foram coletadas no dia do plantio e a cada 5 dias, enquanto as demais etapas foram realizadas em laboratório de acordo com os protocolos e os devidos cuidados. Para as observações anatômicas, as amostras foram coletadas no 13º, 15º e 17º dias para estacas tratadas com AIB e no 21º, 23º e 25º dias para o controle. As amostras coletadas foram preservadas em solução FAA, e outras observações foram realizadas em laboratório. Observações anatômicas mostraram a necessidade de 13 dias para a diferenciação dos primórdios radiculares até o aparecimento de raízes adventícias jovens em estacas tratadas com AIB e de 21 dias para o desenvolvimento dos primórdios no controle. As atividades das enzimas antioxidantes envolvidas nas ROS foram significativamente maiores nas estacas tratadas com AIB em comparação com o controle. A POD apresentou pico no 13º dia antes da emergência das raízes nas estacas tratadas com AIB, enquanto no 21º dia apresentou pico no controle. A PPO teve pico no 21º dia nas estacas tratadas com AIB e no 29º dia no controle. A SOD apresentou pico no 17º dia nas estacas tratadas com AIB e no 25º dia no controle. A aplicação exógena de AIB aumentou os níveis endógenos de IAA e GA3 em relação ao controle, enquanto reduziu os níveis de ABA continuamente no momento do enraizamento e, em seguida, aumentou gradativamente. Inclusive, nosso estudo sugere que o AIB na dose de 750 mg / L é eficiente para o enraizamento de estacas de M. biondii Pamp, visto que potencializou o processo de atividades de enzimas antioxidantes e os níveis de hormônios endógenos, além de reduzir o tempo de formação de raízes, o que fica evidente nas observações anatômicas.

Testing for the ability to modify antibiotics of Panus tigrinus 8/18 Lentinus strigosus 1566 laccase

Abstract In advanced biotechnology, the utilization of enzymes to achieve new or modified compounds with antibacterial, fungicidal, and anti-cancer specifications is crucial. Mushroom lactases are a hopeful biocatalyst for the synthesis and modification of different compounds. They are an accessible and inexpensive enzyme for the preparation of reaction objects and have recently received attention. Laccase purification was performed from basidiomycete Lentinus strigosus (LS) in several stages: Stage 1. On ion-exchange chromatography on TEAE Servacell 23 (400 ml), two distinctly separated laccase activity peaks were observed, eluted from the carrier at 0.21 and 0.27 M NaCl. In order to reduce the loss of enzymes, all fractions with laccase activity were collected, concentrated, and desalted using an ultrafiltration cell (Amicon, United States) with a UM-10 membrane. Stage 2. The resulting preparation with laccase activity was applied to a Q-Sepharose column (60 ml). Two well-separated peaks with laccase activity were obtained during the elution: laccase I (0.12 M NaCl) and laccase II (0.2 M NaCl). Stage 3. In the course of further purification of both enzymes, carried out on anion-exchange carrier Resource Q (6 ml), a broken gradient was used: 0 - 10%, 10 - 20%, and 20 - 100% with 1M NaCl. Stage 4. Both laccase I and laccase II, obtained after Resource Q, were desalted, concentrated to 1 ml each, and applied to a Superdex 75 gel filtration column. As a result, two laccases were obtained in a homogeneous form.

Resumo Na biotecnologia moderna, o uso de enzimas para obter compostos novos ou modificados com propriedades antibacterianas, antifúngicas e anticancerígenas é crucial. Lactases de cogumelos são biocatalisadores promissores para síntese e modificação de diferentes compostos, por serem enzimas baratas e disponíveis para a preparação de componentes de reação, e vem recebendo a devida atenção recentemente. A purificação da lacase foi realizada a partir do basidiomiceto Lentinus strigosus em vários estágios: Etapa 1 - na cromatografia de troca iônica em TEAE Servacell 23 (400 ml), foram observados dois picos de atividade da lacase distintamente separados, com eluição do transportador a 0,21 e 0,27 M de NaCl. Para reduzir a perda de enzimas, todas as frações com atividade de lacase foram coletadas, concentradas e dessalinizadas em uma célula de ultrafiltração (Amicon, Estados Unidos) com membrana UM-10; Etapa 2 - a preparação resultante com atividade de lacase foi aplicada a uma coluna Q-Sepharose (60 ml). Durante a eluição, foram obtidos dois picos bem separados com atividade de lacase: lacase I (NaCl 0,12 M) e lacase II (NaCl 0,2 M); Etapa 3 - no decurso da purificação adicional de ambas as enzimas, realizada no Recurso Q de transportador de troca aniônica (6 ml), um gradiente quebrado foi usado: 0-10%, 10-20% e 20-100% com NaCl 1M; Etapa 4 - tanto a lacase I como a lacase II, obtidas após o Recurso Q, foram dessalinizadas e concentradas para 1 ml cada e aplicadas a uma coluna de filtração em gel Superdex 75. Como resultado, duas lacases foram obtidas de forma homogênea.

Reserve mobilization and secondary metabolites during seed germination and seedling establishment of the tree Erythrina velutina (Fabaceae) / Movilización de reservas y metabolitos secundarios durante la germinación de semillas y el establecimiento de plántulas del árbol Erythrina velutina (Fabaceae)

Introduction: The lack of knowledge on seed germination and seedling establishment is a main constraint for the restoration of degraded areas, including the tropical dry forest known as Caatinga. Objective: To assess reserve and secondary metabolite mobilization during seed germination and seedling establishment in Erythina velutina. Methods: We scarified, disinfected, imbibed, sown between towel paper, and incubated seeds under controlled conditions. We hydroponically cultivated seedlings in a greenhouse. We harvested cotyledons at seed imbibition, radicle protrusion, hypocotyl emergence, apical hook formation and expansion of cordiform leaves, first trifoliate leaf, and second trifoliate leaf. Results: Seeds contained approximately 20 % starch, 14.5 % storage proteins, 11.6 % neutral lipids, and 5.7 % non-reducing sugars on a dry weight basis. Soluble sugars were mainly consumed from hypocotyl emergence to apical hook formation, while major reserves were mobilized from apical hook formation to expansion of first trifoliate leaf. Enzymatic activity increased from mid to late seedling establishment, causing the mobilization of starch, oils, and proteins. Terpenoid-derivatives, flavonoids, phenolic acids, and alkaloids were detected. Flavonoids and phenolic acids were present at almost all stages and terpenoid-derivatives disappeared at expansion of cordiform leaves. Conclusion: Soluble sugars support early seedling growth, while starch, oils and proteins are simultaneously mobilized from mid to late establishment by amylases, lipases, and acid proteases. The cotyledons contain secondary metabolites, which may act in seedling defense. High content of reserves and presence of secondary metabolites in the cotyledons could enable E. velutina seedlings endure stress, validating their use in the restoration of degraded areas.

Introducción: La falta de conocimiento sobre la germinación de semillas y el establecimiento de plántulas es una de las principales limitaciones para la restauración de áreas degradadas, incluido el bosque seco tropical conocido como Caatinga. Objetivo: Evaluar la movilización de reservas y metabolitos secundarios durante estas etapas de desarrollo en Erythina velutina. Métodos: Las semillas fueron escarificadas, desinfectadas, embebidas, sembradas entre toallas de papel e incubadas bajo condiciones controladas. Cultivamos las plántulas hidropónicamente en un invernadero. Recolectamos los cotiledones en la imbibición de la semilla, la protrusión de la radícula, la emergencia del hipocótilo, la formación del gancho apical y la expansión de las hojas cordiformes, la primera y segunda hoja trifoliada. Resultados: Las semillas contenían 20 % de almidón, 14.5 % de proteínas de almacenamiento, 11.6 % de lípidos neutros y 5.7 % de azúcares no reductores en peso seco. Los azúcares solubles se consumieron desde la emergencia del hipocótilo hasta la formación del gancho apical. Las principales reservas se movilizaron desde la formación del gancho apical hasta la expansión de la primera hoja trifoliada. La actividad enzimática aumentó desde la mitad hasta el final del establecimiento de las plántulas, movilizando almidón, aceites y proteínas. Se detectaron derivados de terpenoides, flavonoides, ácidos fenólicos y alcaloides. Los flavonoides y los ácidos fenólicos estuvieron en casi todas las etapas y los derivados terpenoides desaparecieron en la expansión de las hojas cordiformes. Conclusión: Los azúcares solubles apoyan el crecimiento temprano de las plántulas; el almidón, los aceites y las proteínas se movilizan simultáneamente desde el establecimiento medio hasta el final por amilasas, lipasas y proteasas ácidas. Los cotiledones contienen metabolitos secundarios, que pueden actuar en la defensa de las plántulas. El alto contenido de reservas y los metabolitos secundarios en los cotiledones podría permitir que las plántulas de E. velutina toleren estrés, validando su uso en la restauración de áreas degradadas.

Análisis molecular y filogenético del genotipo F de Chlamydia trachomatis aislados en México en 2011 / Molecular and phylogenetic analysis of the F genotype of Chlamydia trachomatis isolated in Mexico in 2011

Resumen Antecedentes: Chlamydia trachomatis es la bacteria que se detecta con mayor frecuencia en las infecciones de transmisión sexual. Se han identificado 20 genotipos de C. trachomatis mediante el gen ompA y varias genovariantes mediante el análisis de polimorfismo de un solo nucleótido (SNP). En México, el genotipo F es el más frecuente. Objetivo: Identificar la existencia de subtipos del genotipo F. Método: Se analizaron siete cepas del genotipo F de C. trachomatis aisladas en 2011, mediante secuenciación de nucleótidos y mapeo con enzimas de restricción. Resultados: El análisis de SNP mostró dos cepas con el mismo SNP en el nucleótido 288 (C288T), mientras que con enzimas de restricción se identificó una variante con diferente RFLP (polimorfismo de la longitud de fragmentos de restricción) cuando se tratan con la mezcla de enzimas HinfI y TaqI. Conclusión: En México se encuentran dos subtipos del genotipo F y solo las enzimas de restricción HinfI y TaqI pueden identificar la existencia de uno de estos genotipos F.

Abstract Background: Chlamydia trachomatis is the most frequently identified bacterium in sexually transmitted infections. Twenty C. trachomatis genotypes have been determined using the ompA gene and several genovariants by single nucleotide polymorphism (SNP) analysis. In Mexico, the F genotype is the most frequent. Objective: To identify subtypes of the F genotype. Method: Seven C. trachomatis genotype F strains isolated in 2011 were analyzed by nucleotide sequencing and restriction enzyme mapping. Results: SNP analysis showed two strains with the same SNP at nucleotide 288 (C288T), while with res-triction enzymes, a variant with different RFLP (restriction fragment length polymorphism) was identified when treated with the mixture of HinfI and TaqI enzymes. Conclusion: In Mexico, there are two subtypes of F, and only with restriction enzymes HinfI and TaqI can identify one of the genovariants of the F genotype.

Aislamiento enzimático de protoplastos a partir del mesófilo de vitroplantas de Gynerium sagittatum Aubl. Beauv. cv. "Criolla"

Gynerium sagittatum es una gramínea ampliamente utilizada en la costa Caribe colombiana como fuente de fibra natural para la elaboración de artesanías, particularmente por la comunidad Zenú. En la presente investigación se evaluó el efecto de diferentes concentraciones de enzimas: celulasa y macerozima a diferentes tiempos de incubación y sus interacciones en el aislamiento de protoplastos. Los protoplastos se obtuvieron del mesófilo foliar de vitroplantas de G. sagittatum expuesto a combinaciones enzimáticas de celulasa (1.5 y 2.0%), con macerozima (0.3, 0.6 y 0.9%), durante 3, 6 y 9 horas de incubación, para un total de 18 tratamientos con 5 réplicas cada uno. Los mayores números de protoplastos aislados correspondieron a T18 (2.0% celulasa, 0.9% macerozima), T12 (2.0% de celulasa, 0.3% macerozima), T3 (1.5% de celulasa, 0.3% de macerozima) y T6 (1.5% de celulasa, 0.6% de macerozima) por 9 horas de incubación cada uno, con valores de 88.625, 83.000, 75.000 y 53.375 protoplastos/mL respectivamente. El tiempo de incubación fue significativo en el aislamiento de los protoplastos (p<0.05). Las predicciones entre factores mostraron que una interacción de 2.0% de celulasa y 0.9% de macerozima permite obtener 44.302 protoplastos/mL, mientras que las interaciciones tiempo de incubación-celulasa y tiempo de incubación-macerozima mostraron que es posible obtener 72.073 y 71.212 protoplastos/mL con 2.0% de celulasa y 0.9% macerozima por 9 horas de incubación cada una respectivamente. Los resultados indican que la aplicación de estas enzimas permite obtener cantidades considerables de protoplastos de G. sagittatum a partir de explantes cultivados in vitro.

Gynerium sagittatum is a graminaceous plant widely used in the Caribbean coast of Colombia as a natural fiber source for the elaboration of handicrafts, particularly by the Zenú community. In the present investigation, the effect of different concentrations of cellulase and macerozyme enzymes at different incubation times and their interaction in the isolation of protoplasts was evaluated. Protoplasts were obtained from leaf mesophyll of G. sagittatum vitroplants exposed to enzymatic combinations of cellulase (1.5 and 2.0%), with macerozyme (0.3, 0.6 and 0.9%), for 3, 6 and 9 hours of incubation, for a total of 18 treatments with 5 replicates each. The highest numbers of isolated protoplasts corresponded to T18 (2.0% cellulase, 0.9% macerozyme), T12 (2.0% cellulase, 0.3% macerozyme), T3 (1.5% cellulase, 0.3% macerozyme) and T6 (1.5% cellulase, 0.6% macerozyme); at 9 hours incubation. The protoplast number for these treatments were: 88.625, 83.000, 75.000 and 53.375 protoplasts/mL respectively. Incubation time was significant in the isolation of protoplasts (p<0.05). The predictions between the factors showed that with an interaction of 2.0% cellulase and 0.9% macerozyme it is possible to obtain 44.302 protoplasts/mL, likewise, the incubation time-cellulase and incubation time-macerozyme interactions showed that it is possible to obtain 72.073 and 71.212 protoplasts/mL with 2.0% cellulase and 0.9% macerozyme for 9 hours of incubation respectively. The results indicate that the use of these enzymes and time, allows the isolation of of protoplasts from G. sagittatum in vitro plants.

Physiological and biochemical changes induced by Qiangdi nano-863 biological assistant growth apparatus during rice seed priming under temperature stress / Alterações fisiológicas e bioquímicas induzidas pelo aparelho de crescimento assistente biológico Qiangdi nano-863 durante o priming de sementes de arroz sob estresse de temperatura

Abstract A huge amount of rice cultivation and consumption occur in Asia particularly in Pakistan and China. However, multiple abiotic stresses especially high and low-temperature proved to be a substantial threat for rice production ultimately risks for food security. To overcome various types of abiotic stress; seed priming is among the effective approaches to improve the rice seed germination and growth vigor. Therefore, the present study was planned to evaluate physiological and biochemical modifications in Chinese and Pakistani rice varieties by Qiangdi 863 biological assistant growth apparatus nano treated water (NTW), Osmopriming Calcium chloride (CaCl2), redox priming hydrogen peroxide (H2O2) and hormonal priming by Salicylic acid (SA) under temperature stress conditions. The experiment was performed with completely randomize design conditions. Five rice varieties, nomenclature as Zhongzoa 39, (Chinese rice variety) KSK 133, KS 282, Super basmati and PK 1121 aromatic (Pakistani rice variety) were sown under low temperature (LT) (17ºC), optimal temperature (OT) 27ºC and high temperature (HT) 37ºC conditions. The present study indicated that nanopriming were the most effective treatments increased Germination Energy Percentage (GEP) (96.1, 100, 100%), Speed of Germination (SG) (27.2, 35.45, 37.1), Final Germination Percentage (FGP) (98.2, 99.1, 99.4%), Seedling Dry Weight Biomass (DWB) (0.1, 0.137, 0.14g), Total Chlorophyll Content (0.502, 13.74, 15.21), antioxidant enzymes Superoxide Dismutase (SOD)(3145, 2559, 3345 µg-1FWh-1), Catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) and decreased Malondialdehyde (MDA) (6.5, 12.2, 6.5 µmol g-1 FW) for Zhongzao 39 and KSK 133 rice varieties under low (LT+NTW), optimal temperature (OP+NTW) and high temperature (HT+NTW) stress., Therefore, nano-priming is recommended to cope with the high and low-temperature stress conditions along with improved productivity of rice.

Resumo Cultivo e consumo de arroz ocorrem em grandes quantidades na Ásia, particularmente no Paquistão e na China. No entanto, vários estresses abióticos, especialmente de alta e baixa temperatura, provaram ser uma ameaça considerável para a produção de arroz, em última análise, riscos para a segurança alimentar. Para superar vários tipos de estresse abiótico, o priming de sementes está entre as abordagens eficazes que melhoram a germinação e o vigor de crescimento das sementes de arroz. Portanto, o presente estudo foi planejado para avaliar as modificações fisiológicas e bioquímicas em variedades de arroz chinês e paquistanês por Qiangdi 863, aparelho assistente biológico de crescimento com água nanotratada (NTW), Osmopriming cloreto de cálcio (CaCl2), peróxido de hidrogênio redox (H2O2) e priming hormonal por ácido salicílico (SA) em condições de estresse de temperatura. O experimento foi realizado em condições de delineamento inteiramente ao acaso. Cinco variedades de arroz, nomenclaturas como Zhongzoa 39 (variedade de arroz chinês), KSK 133, KS 282, Super basmati e PK 1121 aromático (variedade de arroz do Paquistão) foram semeadas sob baixa temperatura (LT) (17 ºC), temperatura ótima (OT) 27 ºC e condições de alta temperatura (HT) 37 ºC. O presente estudo indicou que nanocondicionamento foi o tratamento mais eficaz: aumento da porcentagem de energia de germinação (GEP) (96,1%, 100%, 100%), velocidade de germinação (SG) (27,2, 35,45, 37,1), porcentagem de germinação final (FGP) (98,2%, 99,1%, 99,4%), biomassa de peso seco de mudas (DWB) (0,1 g, 0,137 g, 0,14 g), conteúdo total de clorofila (0,502, 13,74, 15,21), enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) (3145, 2559, 3345 µg-1FWh- 1), catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) e malondialdeído diminuído (MDA) (6,5, 12,2, 6,5 µmol g-1 FW) para as variedades de arroz Zhongzao 39 e KSK 133 sob baixo (LT + NTW), temperatura ótima (OP + NTW) e estresse de alta temperatura (HT + NTW). Portanto, o nanopriming é recomendado para lidar com as condições de estresse de alta e baixa temperatura, juntamente com a produtividade aprimorada do arroz.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Colorectal cancer: histopathological profile and prevalence of dna repair system deficiency in patients submitted to surgical treatment in a university hospital / Câncer colorretal: perfil histopatológico e prevalência da deficiência do sistema de reparação do dna em pacientes submetidos a tratamento cirúrgico em um hospital universitário

ABSTRACT BACKGROUND: Part of colorectal cancer cases occurs due to modifications in the DNA mismatch repair system, which are responsible for microsatellite instability. This alteration results in an unconventional phenotypic pattern of colorectal cancer. AIMS: To describe the epidemiological, histopathological and molecular profiles of patients with colorectal cancer who underwent surgical treatment in a reference hospital. METHODS: This is a cross-sectional, retrospective study with a quantitative approach, that included a review of patients' medical records who underwent oncological surgery for colorectal cancer. RESULTS: A total of 122 colorectal cancer cases were identified, with microsatellite instability detected in 8.2% of the sample. The gender distribution was similar, with 52.46% males, and the weighted average age was 63 years (standard deviation±11.65). However, in the microsatellite instability group, the predominant age was below 60 years. Regarding the histological type, adenocarcinoma not otherwise specified accounted for 80.33% of the cases, being the most prevalent in both groups, with the mucinous type being more frequent among the instability cases. The pT3 pathological staging (46.72%) was the most predominant. The topography was more prevalent on the left (60.66%), but there was a significant difference when compared to the group with microsatellite instability, in which 80% of the neoplasms were located on the right (p=0.006). CONCLUSIONS: Differences in age and neoplastic topography found in microsatellite instability samples highlight the distinctive presentation pattern of the disease. Recognizing these characteristics is essential for developing prevention strategies, in addition to early and accurate diagnosis of colorectal cancer.

RESUMO RACIONAL: Parte dos casos de câncer colorretal ocorre devido a alterações nas enzimas de reparo do DNA, responsáveis pela instabilidade de microssatélites. Esta alteração resulta em um padrão fenotípico não convencional de câncer colorretal. OBJETIVOS: Descrever os aspectos epidemiológicos, histopatológicos e moleculares dos pacientes com câncer colorretal submetidos a tratamento cirúrgico em hospital de referência. MÉTODOS: Trata-se de um estudo transversal, retrospectivo com abordagem quantitativa, com revisão de prontuários médicos de pacientes submetidos a cirurgia oncológica por câncer colorretal. RESULTADOS: Foram registrados 122 casos de câncer colorretal, com instabilidade de microssatélites detectada em 8,2% da amostra. A distribuição por sexo foi semelhante, sendo 52,46% do sexo masculino, e média ponderada de idade de 63 anos (±11,65), contudo no grupo com instabilidade, a faixa etária predominante foi abaixo de 60 anos. Em relação ao tipo histológico, o adenocarcinoma sem outra especificação representou 80,33% dos casos, sendo o mais prevalente em ambos os grupos, mas com maior frequência do tipo mucinoso em caso de instabilidade. O estadiamento patológico pT3 (46,72%) foi predominante. A topografia da neoplasia foi mais prevalente à esquerda (60,66%), mas houve diferença significativa em relação ao grupo com instabilidade de microssatélites, no qual 80% das neoplasias localizavam-se à direita (p=0,006019). CONCLUSÕES: As diferenças de idade e topografia neoplásica encontradas nas amostras com instabilidade de microssatélites destacam o padrão não habitual de apresentação da doença. O conhecimento, portanto, dessas distinções é necessário para o desenvolvimento de estratégias de prevenção, além de diagnóstico precoce e preciso do câncer colorretal.

Cambios enzimáticos durante el entrenamiento anaeróbico láctico y su influencia en la capacidad aeróbica

Introducción: El entrenamiento deportivo es un proceso que requiere una planificación orientada a la adaptación del cuerpo a las cargas internas versus cargas externas; de allí, surge la necesidad de conocer el comportamiento de algunas enzimas musculoesqueléticas a través del control bioquímico y fisiológico del entrenamiento en el atletismo de medio fondo. Objetivo: Analizar los cambios enzimáticos de la creatinfosfoquinasa y la lactodeshidrogenasa durante el entrenamiento anaeróbico láctico y su influencia en la capacidad aeróbica en atletas de medio fondo. Método: Se utilizó el método descriptivo comparativo con una muestra de 20 sujetos aleatorizados en dos grupos: experimental y control; el análisis se realizó bajo el modelo estadístico Anova descriptiva, pruebas T y diseño de medidas repetidas con un intervalo del 95 % de confianza (p<0,05). Resultados: En las variables creatinfosfoquinasa y lactodeshidrogenasa inicial y final no hubo variaciones significativas intergrupos; se observaron diferencias en la creatinfosfoquinasa en varianza (p=0,022) del orden del 97,8 %; que en promedio (p=0,088) representó los niveles alcanzados del 91,2 %. En las medidas repetidas no se presentaron cambios estadísticamente significativos intergrupos. Para la variable del VO2máx se aplicó la prueba T para comparar los estados inicial y final en cada grupo y hubo diferencias en ambos grupos (control p=0,002; experimental p=0,000). Conclusiones: No hubo cambios enzimáticos importantes durante los entrenamientos anaeróbico láctico y aeróbico, a su vez, el entrenamiento anaeróbico láctico si tuvo influencia en la capacidad aeróbica.

Introduction: Sports training is a process that requires a planning oriented to the adaptation of the body to internal loads versus external loads; from there, arises the need to know the behavior of some musculoskeletal enzymes through the biochemical and physiological control of training in middle-distance athletics. Objective: To analyze the enzymatic changes of creatine phosphokinase and lactodehydrogenase during lactic anaerobic training and their influence on aerobic capacity in middle-distance athletes. Methods: The descriptive comparative method was used with a sample of 20 subjects randomized in two groups: experimental and control; the analysis was performed under the descriptive Anova statistical model, T-tests and repeated measures design with a 95% confidence interval (p<0.05). Results: In the initial and final creatine phosphokinase and lactodehydrogenase variables, there were no significant intergroup variations; differences were observed in creatine phosphokinase regarding variance or standard deviation (p=0.022) in the order of 97.8 %; which in average (p=0.088) represented the levels reached of 91.2 %. In the repeated measures, there were no statistically significant intergroup changes. For the VO2max variable, the T-test was applied to compare the initial and final states in each group and there were differences in both groups (control p=0.002; experimental p=0.000). Conclusions: There were no important enzymatic changes during lactic anaerobic and aerobic training, and lactic anaerobic training had an influence on aerobic capacity.

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge / Modulando a produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 por meio da otimização usando lodo de fibra residual

In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting / Microrganismos produtores de enzimas termo-resistentes isolados de compostagem

Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Physiological and biochemical changes induced by Qiangdi nano-863 biological assistant growth apparatus during rice seed priming under temperature stress / Alterações fisiológicas e bioquímicas induzidas pelo aparelho de crescimento assistente biológico Qiangdi nano-863 durante o priming de sementes de arroz sob estresse de temperatura

A huge amount of rice cultivation and consumption occur in Asia particularly in Pakistan and China. However, multiple abiotic stresses especially high and low-temperature proved to be a substantial threat for rice production ultimately risks for food security. To overcome various types of abiotic stress; seed priming is among the effective approaches to improve the rice seed germination and growth vigor. Therefore, the present study was planned to evaluate physiological and biochemical modifications in Chinese and Pakistani rice varieties by Qiangdi 863 biological assistant growth apparatus nano treated water (NTW), Osmo priming Calcium chloride (CaCl2), redoxpriming hydrogen peroxide (H2O2) and hormonal priming by Salicylic acid (SA) under temperature stress conditions. The experiment was performed with completely randomize design conditions. Five rice varieties, nomenclature as Zhongzoa 39, (Chinese rice variety) KSK 133, KS 282, Super basmati and PK 1121 aromatic (Pakistani rice variety) were sown under low temperature (LT) (17ºC), optimal temperature (OT) 27ºC and high temperature (HT) 37ºC conditions. The present study indicated that nanopriming were the most effective treatments increased Germination Energy Percentage (GEP) (96.1, 100, 100%), Speed of Germination (SG) (27.2, 35.45, 37.1), Final Germination Percentage (FGP) (98.2, 99.1, 99.4%), Seedling Dry Weight Biomass (DWB) (0.1, 0.137, 0.14g), Total Chlorophyll Content (0.502, 13.74, 15.21), antioxidant enzymes Superoxide Dismutase (SOD)(3145, 2559, 3345 µg-1FWh-1), Catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) and decreased Malondialdehyde (MDA) (6.5, 12.2, 6.5 µmol g-1 FW) for Zhongzao 39 and KSK 133 rice varieties under low (LT+NTW), optimal temperature (OP+NTW) and high temperature (HT+NTW) stress., Therefore, nano-priming is recommended to cope with the high and low-temperature stress conditions along with improved productivity of rice.

Cultivo e consumo de arroz ocorrem em grandes quantidades na Ásia, particularmente no Paquistão e na China. No entanto, vários estresses abióticos, especialmente de alta e baixa temperatura, provaram ser uma ameaça considerável para a produção de arroz, em última análise, riscos para a segurança alimentar. Para superar vários tipos de estresse abiótico, o priming de sementes está entre as abordagens eficazes que melhoram a germinação e o vigor de crescimento das sementes de arroz. Portanto, o presente estudo foi planejado para avaliar as modificações fisiológicas e bioquímicas em variedades de arroz chinês e paquistanês por Qiangdi 863, aparelho assistente biológico de crescimento com água nanotratada (NTW), Osmopriming cloreto de cálcio (CaCl2), peróxido de hidrogênio redox (H2O2) e priming hormonal por ácido salicílico (SA) em condições de estresse de temperatura. O experimento foi realizado em condições de delineamento inteiramente ao acaso. Cinco variedades de arroz, nomenclaturas como Zhongzoa 39 (variedade de arroz chinês), KSK 133, KS 282, Super basmati e PK 1121 aromático (variedade de arroz do Paquistão) foram semeadas sob baixa temperatura (LT) (17 ºC), temperatura ótima (OT) 27 ºC e condições de alta temperatura (HT) 37 ºC. O presente estudo indicou que nanocondicionamento foi o tratamento mais eficaz: aumento da porcentagem de energia de germinação (GEP) (96,1%, 100%, 100%), velocidade de germinação (SG) (27,2, 35,45, 37,1), porcentagem de germinação final (FGP) (98,2%, 99,1%, 99,4%), biomassa de peso seco de mudas (DWB) (0,1 g, 0,137 g, 0,14 g), conteúdo total de clorofila (0,502, 13,74, 15,21), enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) (3145, 2559, 3345 µg-1FWh- 1), catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) e malondialdeído diminuído (MDA) (6,5, 12,2, 6,5 µmol g-1 FW) para as variedades de arroz Zhongzao 39 e KSK 133 sob baixo (LT + NTW), temperatura ótima (OP + NTW) e estresse de alta temperatura [...].

Modulating the production of xylanase by Bacillus pumilus BS131 through optimization using waste fiber sludge

Abstract In recent days, cheapest alternative carbon source for fermentation purpose is desirable to minimize production cost. Xylanases have become attractive enzymes as their potential in bio-bleaching of pulp and paper industry. The objective of the present study was to identify the potential ability on the xylanase production by locally isolated Bacillus pumilus BS131 by using waste fiber sludge and wheat bran media under submerged fermentation. Culture growth conditions were optimized to obtain significant amount of xylanase. Maximum xylanase production was recorded after 72 hours of incubation at 30 °C and 7 pH with 4.0% substrate concentration. In the nutshell, the production of xylanase using inexpensive waste fiber sludge and wheat-bran as an alternative in place of expensive xylan substrate was more cost effective and environment friendly.

Resumo Nos últimos dias, a fonte alternativa de carbono mais barata para fins de fermentação é desejável para minimizar o custo de produção. As xilanases têm se tornado enzimas atraentes como seu potencial no biobranqueamento da indústria de papel e celulose. O objetivo do presente estudo foi identificar a capacidade potencial na produção de xilanase por Bacillus pumilus BS131 isolado localmente usando lodo de fibra residual e farelo de trigo em meio de fermentação submersa. As condições de crescimento da cultura foram otimizadas para obter uma quantidade significativa de xilanase. A produção máxima de xilanase foi registrada após 72 horas de incubação a 30 °C e pH 7 com concentração de substrato de 4,0%. Resumindo, a produção de xilanase usando lodo de fibra residual de baixo custo e farelo de trigo como uma alternativa no lugar do substrato de xilano caro foi mais econômica e ecológica.

Thermo-resistant enzyme-producing microorganisms isolated from composting

Abstract Organo-mineral fertilizers supplemented with biological additives are an alternative to chemical fertilizers. In this study, thermoresistant microorganisms from composting mass were isolated by two-step procedures. First, samples taken at different time points and temperatures (33 days at 52 ºC, 60 days at 63 ºC, and over 365 days at 26 ºC) were pre-incubated at 80 oC for 30 minutes. Second, the microbial selection by in vitro culture-based methods and heat shock at 60 oC and 100 oC for 2h and 4h. Forty-one isolates were able to grow at 60 °C for 4h; twenty-seven at 100 °C for 2h, and two at 100 °C for 4h. The molecular identification by partial sequencing of the 16S ribosomal gene using universal primers revealed that thirty-five isolates were from eight Bacillus species, one Brevibacillus borstelensis, three Streptomyces thermogriseus, and two fungi (Thermomyces lanuginosus and T. dupontii). Data from amylase, phytase, and cellulase activity assays and the enzymatic index (EI) showed that 38 of 41 thermo-resistant isolates produce at least one enzyme. For amylase activity, the highest EI value was observed in Bacillus licheniformis (isolate 21C2, EI= 4.11), followed by Brevibacillus borstelensis (isolate 6C2, EI= 3.66), Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 3.52), and Bacillus paralicheniformis (isolate 20C2, EI= 3.34). For phytase, the highest EI values were observed for Bacillus cereus (isolate 18C2, EI= 2.30) and Bacillus licheniformis (isolate 3C1, EI= 2.15). Concerning cellulose production, B. altitudinis (isolate 6C1) was the most efficient (EI= 6.40), followed by three Bacillus subtilis (isolates 9C1, 16C2, and 19C2) with EI values of 5.66, 5.84, and 5.88, respectively, and one B. pumilus (isolate 27C2, EI= 5.78). The selected microorganisms are potentially useful as a biological additive in organo-mineral fertilizers and other biotechnological processes.

Resumo Os fertilizantes organo-minerais suplementados com aditivos biológicos são uma alternativa aos adubos químicos. Neste estudo, microrganismos termoresistentes foram isolados de compostagem por procedimentos de duas etapas. Inicialmente, as amostras tomadas em diferentes períodos e temperaturas (33 dias a 52 ºC, 60 dias a 63 ºC e mais de 365 dias a 26 ºC) foram pré-incubadas a 80 oC por 30 minutos. Posteriormente, a seleção microbiana foi conduzida por métodos baseados em cultura in vitro e choque térmico a 60 oC e 100 oC por 2h e 4h. Quarenta e um isolados foram capazes de crescer a 60 °C por 4h; vinte e sete a 100 °C por 2h e dois a 100 °C por 4h. A identificação molecular por sequenciamento parcial do gene ribossomal 16S usando primers universais revelou que trinta e cinco isolados eram de oito espécies de Bacillus, um Brevibacillus borstelensis, três Streptomyces thermogriseus e dois fungos (Thermomyces lanuginosus e T. dupontii). Os dados dos ensaios de atividade de amilase, fitase e celulase e o índice enzimático (IE) mostraram que 38 dos 41 isolados termorresistentes produziram pelo menos uma enzima. Para a atividade da amilase, o maior valor de IE foi observado em Bacillus licheniformis (isolado 21C2, IE = 4,11), seguido por Brevibacillus borstelensis (isolado 6C2, IE = 3,66), Bacillus cereus (isolado 18C2, IE = 3,52) e Bacillus paralicheniformis (isolado 20C2, IE = 3,34). Para a fitase, os maiores valores de IE foram observados para B. cereus (isolado 18C2, IE = 2,30) e B. licheniformis (isolado 3C1, IE = 2,15). Em relação à produção de celulose, B. altitudinis (isolado 6C1) foi o mais eficiente (IE = 6,40), seguido por três Bacillus subtilis (isolados 9C1, 16C2 e 19C2) com valores de IE de 5,66, 5,84 e 5,88, respectivamente, e um B. pumilus (isolado 27C2, IE = 5,78). Pode-se inferir que os microrganismos selecionados são potencialmente úteis como aditivos biológicos em fertilizantes organo-minerais e outros processos biotecnológicos.

Physiological and biochemical changes induced by Qiangdi nano-863 biological assistant growth apparatus during rice seed priming under temperature stress

Abstract A huge amount of rice cultivation and consumption occur in Asia particularly in Pakistan and China. However, multiple abiotic stresses especially high and low-temperature proved to be a substantial threat for rice production ultimately risks for food security. To overcome various types of abiotic stress; seed priming is among the effective approaches to improve the rice seed germination and growth vigor. Therefore, the present study was planned to evaluate physiological and biochemical modifications in Chinese and Pakistani rice varieties by Qiangdi 863 biological assistant growth apparatus nano treated water (NTW), Osmopriming Calcium chloride (CaCl2), redox priming hydrogen peroxide (H2O2) and hormonal priming by Salicylic acid (SA) under temperature stress conditions. The experiment was performed with completely randomize design conditions. Five rice varieties, nomenclature as Zhongzoa 39, (Chinese rice variety) KSK 133, KS 282, Super basmati and PK 1121 aromatic (Pakistani rice variety) were sown under low temperature (LT) (17ºC), optimal temperature (OT) 27ºC and high temperature (HT) 37ºC conditions. The present study indicated that nanopriming were the most effective treatments increased Germination Energy Percentage (GEP) (96.1, 100, 100%), Speed of Germination (SG) (27.2, 35.45, 37.1), Final Germination Percentage (FGP) (98.2, 99.1, 99.4%), Seedling Dry Weight Biomass (DWB) (0.1, 0.137, 0.14g), Total Chlorophyll Content (0.502, 13.74, 15.21), antioxidant enzymes Superoxide Dismutase (SOD)(3145, 2559, 3345 µg-1FWh-1), Catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) and decreased Malondialdehyde (MDA) (6.5, 12.2, 6.5 µmol g-1 FW) for Zhongzao 39 and KSK 133 rice varieties under low (LT+NTW), optimal temperature (OP+NTW) and high temperature (HT+NTW) stress., Therefore, nano-priming is recommended to cope with the high and low-temperature stress conditions along with improved productivity of rice.

Resumo Cultivo e consumo de arroz ocorrem em grandes quantidades na Ásia, particularmente no Paquistão e na China. No entanto, vários estresses abióticos, especialmente de alta e baixa temperatura, provaram ser uma ameaça considerável para a produção de arroz, em última análise, riscos para a segurança alimentar. Para superar vários tipos de estresse abiótico, o priming de sementes está entre as abordagens eficazes que melhoram a germinação e o vigor de crescimento das sementes de arroz. Portanto, o presente estudo foi planejado para avaliar as modificações fisiológicas e bioquímicas em variedades de arroz chinês e paquistanês por Qiangdi 863, aparelho assistente biológico de crescimento com água nanotratada (NTW), Osmopriming cloreto de cálcio (CaCl2), peróxido de hidrogênio redox (H2O2) e priming hormonal por ácido salicílico (SA) em condições de estresse de temperatura. O experimento foi realizado em condições de delineamento inteiramente ao acaso. Cinco variedades de arroz, nomenclaturas como Zhongzoa 39 (variedade de arroz chinês), KSK 133, KS 282, Super basmati e PK 1121 aromático (variedade de arroz do Paquistão) foram semeadas sob baixa temperatura (LT) (17 ºC), temperatura ótima (OT) 27 ºC e condições de alta temperatura (HT) 37 ºC. O presente estudo indicou que nanocondicionamento foi o tratamento mais eficaz: aumento da porcentagem de energia de germinação (GEP) (96,1%, 100%, 100%), velocidade de germinação (SG) (27,2, 35,45, 37,1), porcentagem de germinação final (FGP) (98,2%, 99,1%, 99,4%), biomassa de peso seco de mudas (DWB) (0,1 g, 0,137 g, 0,14 g), conteúdo total de clorofila (0,502, 13,74, 15,21), enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD) (3145, 2559, 3345 µg-1FWh- 1), catalase (CAT) (300, 366, 3243 µg-1FWh-1) e malondialdeído diminuído (MDA) (6,5, 12,2, 6,5 µmol g-1 FW) para as variedades de arroz Zhongzao 39 e KSK 133 sob baixo (LT + NTW), temperatura ótima (OP + NTW) e estresse de alta temperatura (HT + NTW). Portanto, o nanopriming é recomendado para lidar com as condições de estresse de alta e baixa temperatura, juntamente com a produtividade aprimorada do arroz.

Aminoglycoside resistance in domestic sewage and clinical Escherichia coli isolates

SUMMARY Introduction: Escherichia coli, a Gram-negative bacillus, is found in diverse environments and causes several human diseases, such as pneumonia and urinary tract infections. Aminoglycosides are antimicrobials that present high activity against Gram-negative species, including multidrug-resistant pathogens. However, the indiscriminate use of these compounds has selected resistant microorganisms, mainly due to the production of aminoglycoside-modifying enzymes (AME). Material and methods: The minimal inhibitory concentration of the aminoglycosides amikacin, gentamicin, and neomycin against clinical (CI, n = 52, only urinary) and domestic sewage (DS, n = 33) E. coli isolates was determined by the microdilution method, according to the European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. The presence of AMEs among E. coli isolates was determined based on the susceptibility profile to amikacin, gentamicin, kanamycin, and tobramycin, according to Mancini et al. (2019). Results: Overall, 33.3% of the DS isolates and 100% of the CI isolates presented mechanisms of resistance to amikacin, gentamicin, or neomycin. The extended-spectrum beta-lactamase enzymes-producing isolates (23/27, 85%) showed mechanisms of resistance to gentamicin and/or neomycin and resistance to amikacin was simultaneously observed only in CI isolates. All DS isolates were considered wild-type-no AME, while APH (3') (14/52) and AAC (3') (10/52) enzymes were detected among CI isolates, one of which produces APH (3') and AAC (6')-I simultaneously. Conclusion: Resistance to aminoglycosides is present among E. coli isolates in Brazil, but to a lesser extent in environmental isolates. Besides, AMEs are frequent in CI isolates, and surveillance for antimicrobial resistance should be implemented to monitor aminoglycoside-resistant E. coli infections.

Introducción: Escherichia coli se encuentra en diversos ambientes y causa enfermedades humanas. Los aminoglucósidos son antimicrobianos que presentan actividad contra especies gramnegativas. Sin embargo, el uso indiscriminado de estos compuestos ha seleccionado microorganismos resistentes, principalmente debido a la producción de enzimas modificadoras de aminoglucósidos (AME). Material y métodos: La concentración mínima inhibitoria de aminoglucósidos frente a aislados de E.coli clínicos (CI, n = 52) y de aguas residuales sanitarias (DS, n = 33) se determinó mediante el método de microdilución, según la European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. La presencia de AME se determinó con base en el perfil de susceptibilidad a amikacina, gentamicina, kanamicina y tobra-micina, según Mancini et al. (2019). Resultados: 33,3% de los aislados de DS y 100% de los CI presentaron resistencia a amikacina, gentamicina o neomicina. Los aislados productores de enzimas betalactamasas de espectro extendido (23/27, 85%) mostraron resistencia a gentamicina y/o neomicina y la resistencia a amikacina se observó simultáneamente solo en CI. Todos los aislados de DS se consideraron wild type sin AME, mientras que las enzimas APH (3') (14/52) y AAC (3') (10/52) se detectaron entre CI, uno de los cuales produce APH (3') y AAC (6')-I simultáneamente. Conclusión: La resistencia a los aminoglucósidos está presente entre los aislados de E. coli en Brasil, pero en menor grado en los aislados ambientales. Se debe implementar la vigilancia de la resistencia a los antimicrobianos para monitorear las infecciones por E. coli resistentes a los aminoglucósidos.

SUMÁRIO Introdução: Escherichia coli é encontrada em vários ambientes e causa doenças em humanos. Os aminoglicosídeos são antimicrobianos que exibem atividade contra espécies Gram-negativas. No entanto, o uso indiscriminado desses compostos tem selecionado microrganismos resistentes, principalmente devido à produção de enzimas modificadoras de aminoglicosídeos (EMA). Material e métodos: A concentração inibitória mínima de aminoglicosídeos contra isolados de E. coli recuperadas de amostras clínicas (IC, n=52) e de águas residuais sanitárias (AR, n=33) foi determinada pelo método de microdiluição, de acordo com o European Committee on Antimicrobial Susceptibility Testing. A presença de EMA foi determinada com base no perfil de suscetibilidade à amicacina, gentamicina, canamicina e tobramicina, de acordo com Mancini et al. (2019). Resultados: 33,3% dos ARS e 100% dos ICs apresentaram resistência à amicacina, gentamicina ou neomicina. Os isolados produtores de enzima beta-lactamase de espectro estendido (23/27, 85%) mostraram resistência à gentamicina e/ou neomicina e resistência à amicacina foi observada simultaneamente apenas em um IC. Todos os ARs foram considerados de tipo selvagem sem EMA, enquanto as enzimas APH (3') (14/52) e AAC (3') (10/52) foram detectadas entre os ICs, um dos quais produz APH (3') e AAC (6')-I simultaneamente. Conclusão: A resistência aos aminoglicosídeos está presente entre isolados clínicos de E. coli no Brasil, mas em menor grau em isolados ambientais. Assim a vigilância da resistência antimicrobiana deve ser implementada para monitorar infecções por E. coli resistentes aos aminoglicosídeos.