Avaliação preliminar da viabilidade de produção in vitro de um isolado brasileiro de baculovírus Spodoptera frugiperda MNPV

In vivo production of viral biopesticides is the major source of viral insecticides currently in the marketplace. However, this system presents limitations during production scale-up. For the Spodoptera frugiperda nucleopolyhedrovirus (SfMNPV), the insect used for replication has cannibalistic characteristics, thus production is even more difficult. Insect cells are commonly used for in vitro baculovirus production. Most of these cell lines are derived from Lepidoptera species. The Sf21 cell line is derived from Spodoptera frugiperda caterpillar ovarian tissue, and its clonal isolate Sf9 has been used for biopesticide production due to its ease of growth in suspension cultures. In this work, the in vitro production capabilities of a Brazilian SfMNPV isolate obtained from cornfields was evaluated. Comparison of polyhedra production was carried out using both Sf21 and Sf9 cells, based on volumetric and specific yields. Both cell lines were cultivated in Hyclone medium supplemented with different fetal bovine serum concentrations (2,5 and 5%). The best results were obtained using Sf9 cells supplemented with 5% serum. These results were further confirmed quantitively through kinetic parameter estimation for both cells lines and different serum concentrations. After seven successive passages, this system still presented high specific polyhedra production

Estratégias de Produção in vitro de Bioinseticida Viral: influências do Isolado, da Cinética e do Modo de operação

Societal concerns about environmental sustainability has lead to the development of ecologically-friendly alternatives to chemical insecticides for crop protection. One such alternative is biological pest control. In particular, baculoviruses are well suited as insect biopesticides due to their narrow host specificity and relative ease of propagation. In Brazil, the baculovirus Anticarsia gemmatalis nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) is the main biological control agent employed for the soybean pest, Anticarsia gemmatalis. This baculovirus biopesticide is currently produced using caterpillars, but increasing market demand for the product has encouraged the development of an in vitro manufacturing process, which can be scaled up to much higher virus productivities. In this study, three wild-type AgMNPV isolates (AgMNPV-2D, AgMNPV-MP2 and AgMNPV-MP5) and a recombinant form (vAgEGT-LacZ) were characterised in terms of occlusion body (OB) production and infection kinetics, to enable future optimisation of the in vitro production process. These viruses were propagated using a Spodoptera frugiperda (IPLB-SF21) insect cell line grown in shaker-flask batch cultures. Among the virus isolates tested, AgMNPV-MP5 was found to be the best producer, yielding (5.3±0.85)x108 OB/mL after 8 days post infection. The characterisation of vAgEGT-LacZ propagation in suspension cell cultures has not been previously reported in the literature; hence it became the main focus for this thesis. In particular, it was carried out a study on the effect of the multiplicity of infection (MOI) on OB production. Five successive batches were performed getting a final production (8.9±1.42)x1014 occlusion bodies, considering that production is related for a bioreactor with final volume of 10m3. A low MOI associated with a fed-batch process for vAgEGT-LacZ production was found to support a 3-fold higher OB yield when compared to the default batch process (1.8x107 and 5.3x107 OB/mL, respectively). This yield is competitive with regards to the production process.

Estudo da cinética de crescimento de células de inseto Sf21 e infecção por baculovírus Anticarsia gemmatalis (AgMNPV) para a produção de bioinseticida.

O interesse em estudar o cultivo das células de inseto está relacionado entre outros usos a sua utilização na produção de biopesticidas. Há muitos anos os pesticidas químicos vêm contribuindo no controle de pragas na agricultura. Entretanto, o uso desses compostos prolongadamente tem resultado na seleção de insetos resistentes e em poluição ambiental. Diante disso, torna-se necessário o desenvolvimento e aprimoramento dos bioinseticidas. No Brasil, o baculovírus Anticarsia gemmatalis multiple nucleopolyhedrovirus (AgMNPV) foi o principal agente de controle biológico da praga da soja Anticarsia gemmatalis. Assim, estudos que viabilizem a produção desses vírus in vitro possibilitariam uma produção mais controlada e de melhor qualidade desses biopesticidas. Neste trabalho, investigou-se a suscetibilidade à infecção por AgMNPV de diferentes linhagens celulares de Sf21 e o crescimento dessas células em diferentes sistemas: cultivos em schotts, em spinner e em biorreator, variando-se a idade do inóculo (IA) e a concentração celular inicial (X0). Constatou-se variação no perfil de infecção das linhagens, sendo as linhagens mais adequadas para a produção de bioinseticida as linhagens de Sf21 denominadas EMBRAPA, UFRN e GibcoG, uma vez que estas apresentaram mais do que 40 % das células com poliedros em cultivos em suspensão, enquanto a linhagem denominada GibcoSF teve menos de 2 % das células infectadas com poliedros. Ao se estudar o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento celular, foi averiguado um aumento no diâmetro de 10 % e no volume de 26 % das células UFRN em relação às células GibcoSF. Além disso, o crescimento das células UFRN foi 49% menor do que das células GibcoSF. Quando realizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para se analisar o efeito da IA e a X0 na taxa de crescimento específica máxima (?max) e na concentração celular máxima (Xvmax) em cultivos em schott com células UFRN, obteve-se um modelo empírico. Quando analisadas as variáveis IA e X0 separadamente, não foram encontradas diferenças significativas para as respostas Xvmax e ?max em relação a X0. Para a IA, entretanto, obteve-se os resultados mais satisfatórios para os inóculos com IA de 72 e 96 horas: Xvmax de 5,97.106 cel/mL e 5,99.106 cel/mL, e ?max de 0,70 dia-1 e 0,63 dia-1, respectivamente. Nos cultivos em spinner com células UFRN, foi observada a formação de grumos, o que levou a Xvmax de 2,00.106 cel/mL. No cultivo em biorreator com células UFRN, foi obtido um Xvmax de 6,21.106 cel/mL, ?max de 0,70 dia-1, Qo2 na fase exponencial de 67,3 ± 3,6 .10-18 molO2/cel/s, rendimento de glicose em célula igual a 1,0.109 cel/g de glicose e um rendimento de glutamina em células de 3,0.109 cel/mL. Comprovou-se, portanto, a existência de alterações na infecção entre diferentes linhagens de Sf21; a importância do estado fisiológico da célula nos subcultivos, a ocorrência de mudanças no crescimento celular de acordo com os sistemas de cultivo e o efeito do número de subcultivos na morfologia e crescimento de células Sf21.

Caracterização limnológica e determinação da capacidade suporte do reservatório mendubim, (Rio Grande do Norte) para o cultivo de peixes em tanques-rede

The aims of this study were: i) assessing the trophic state of the Mendubim reservoir (semi-arid, Rio Grande do Norte, Brazil; 05° 38 99,0 S 36°55 98,0 W) based on chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen concentrations and water transparency; ii) relating the patterns of temporal variation of zooplankton and phytoplankton to the trophic state of the reservoir and iii) investigating the carrying capacity of the reservoir for cage fish farming. The samplingwas done monthly from July 2006 to July 2007 in three stations at the reservoir: next to the dam (barrage), in the central region and in the mouth of the main tributary. The abiotic and biotic variables analyzed were: Secchi depth, volatiles and fixed suspended solids, chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen, TN:TP ratio and mesozooplankton and phytoplankton composition and biomass. The results showed that the reservoir can be considered as mesotrophic with mean concentrations of total nitrogen, phosphorus and chlorophyll-a equal to 1711, 1 μg.L-1, 30,8 μg.L-1 and 5,62 μg.L-1 respectively. The Cyanophyceae class was the most representative in terms of density, with the presence of potentially toxic species such as Microcystis aeruginosa, Planktothrix planctonica, Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon sp. ,Aphanocapsa delicatissima and Pseudanabaena acicularis. Among the zooplankton, the genus Notodiaptomus presented the largest biomass values. Overall, our results show that the light limitation should explain the weak relationship between chlorophyll-a and total phosphorus and nitrogen concentrations. We concluded that the water of Mendubim reservoir is suitable for intensive fish cage aquaculture. Based on the carrying capacity calculations for this reservoir, we found that the maximum sustainable yield of tilapias in cages in the reservoir is 126 ton per year assuming a factor of food conversion of 1.5: 1.0 and a phosphorus content in the fish food of 1%

Efeito das células do cumulus e cisteamina durante o cultivo de maturação in vitro de oócitos bovinos sobre a maturação nuclear e aquisição da competência para desenvolvimento embrionário

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Intensificação do cultivo de Macrobrachium amazonicum: efeito das estratégias de estocagem e despesca na água dos viveiros, efluentes e sedimentação em viveiros de crescimento final

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Uso do sistema de cultivo bidimensional e tridimensional para diferenciação de células-tronco espermatogoniais e indução da espermatogênese in vitro em murinos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Cultivo de camarão com aerador e substrato artificial, identificação de bactérias da wetland construída para o tratamento do efluente

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Substratos artificiais melhoram a qualidade da água em sistema de cultivo multitróficos e multiespaciais?

Pós-graduação em Aquicultura - FCAV

Caracterização limnológica e determinação da capacidade suporte do reservatório mendubim, (Rio Grande do Norte) para o cultivo de peixes em tanques-rede

The aims of this study were: i) assessing the trophic state of the Mendubim reservoir (semi-arid, Rio Grande do Norte, Brazil; 05° 38 99,0 S 36°55 98,0 W) based on chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen concentrations and water transparency; ii) relating the patterns of temporal variation of zooplankton and phytoplankton to the trophic state of the reservoir and iii) investigating the carrying capacity of the reservoir for cage fish farming. The samplingwas done monthly from July 2006 to July 2007 in three stations at the reservoir: next to the dam (barrage), in the central region and in the mouth of the main tributary. The abiotic and biotic variables analyzed were: Secchi depth, volatiles and fixed suspended solids, chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen, TN:TP ratio and mesozooplankton and phytoplankton composition and biomass. The results showed that the reservoir can be considered as mesotrophic with mean concentrations of total nitrogen, phosphorus and chlorophyll-a equal to 1711, 1 μg.L-1, 30,8 μg.L-1 and 5,62 μg.L-1 respectively. The Cyanophyceae class was the most representative in terms of density, with the presence of potentially toxic species such as Microcystis aeruginosa, Planktothrix planctonica, Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon sp. ,Aphanocapsa delicatissima and Pseudanabaena acicularis. Among the zooplankton, the genus Notodiaptomus presented the largest biomass values. Overall, our results show that the light limitation should explain the weak relationship between chlorophyll-a and total phosphorus and nitrogen concentrations. We concluded that the water of Mendubim reservoir is suitable for intensive fish cage aquaculture. Based on the carrying capacity calculations for this reservoir, we found that the maximum sustainable yield of tilapias in cages in the reservoir is 126 ton per year assuming a factor of food conversion of 1.5: 1.0 and a phosphorus content in the fish food of 1%

Monitoramento por microcontrolador do cultivo de spirulina em fotobiorreator raceway

A oportunidade de produção de biomassa microalgal tem despertado interesse pelos diversos destinos que a mesma pode ter, seja na produção de bioenergia, como fonte de alimento ou servindo como produto da biofixação de dióxido de carbono. Em geral, a produção em larga escala de cianobactérias e microalgas é feita com acompanhamento através de análises físicoquímicas offline. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi monitorar a concentração celular em fotobiorreator raceway para produção de biomassa microalgal usando técnicas de aquisição digital de dados e controle de processos, pela aquisição de dados inline de iluminância, concentração de biomassa, temperatura e pH. Para tal fim foi necessário construir sensor baseado em software capaz de determinar a concentração de biomassa microalgal a partir de medidas ópticas de intensidade de radiação monocromática espalhada e desenvolver modelo matemático para a produção da biomassa microalgal no microcontrolador, utilizando algoritmo de computação natural no ajuste do modelo. Foi projetado, construído e testado durante cultivos de Spirulina sp. LEB 18, em escala piloto outdoor, um sistema autônomo de registro de informações advindas do cultivo. Foi testado um sensor de concentração de biomassa baseado na medição da radiação passante. Em uma segunda etapa foi concebido, construído e testado um sensor óptico de concentração de biomassa de Spirulina sp. LEB 18 baseado na medição da intensidade da radiação que sofre espalhamento pela suspensão da cianobactéria, em experimento no laboratório, sob condições controladas de luminosidade, temperatura e fluxo de suspensão de biomassa. A partir das medidas de espalhamento da radiação luminosa, foi construído um sistema de inferência neurofuzzy, que serve como um sensor por software da concentração de biomassa em cultivo. Por fim, a partir das concentrações de biomassa de cultivo, ao longo do tempo, foi prospectado o uso da plataforma Arduino na modelagem empírica da cinética de crescimento, usando a Equação de Verhulst. As medidas realizadas no sensor óptico baseado na medida da intensidade da radiação monocromática passante através da suspensão, usado em condições outdoor, apresentaram baixa correlação entre a concentração de biomassa e a radiação, mesmo para concentrações abaixo de 0,6 g/L. Quando da investigação do espalhamento óptico pela suspensão do cultivo, para os ângulos de 45º e 90º a radiação monocromática em 530 nm apresentou um comportamento linear crescente com a concentração, apresentando coeficiente de determinação, nos dois casos, 0,95. Foi possível construir um sensor de concentração de biomassa baseado em software, usando as informações combinadas de intensidade de radiação espalhada nos ângulos de 45º e 135º com coeficiente de determinação de 0,99. É factível realizar simultaneamente a determinação inline de variáveis do processo de cultivo de Spirulina e a modelagem cinética empírica do crescimento do micro-organismo através da equação de Verhulst, em microcontrolador Arduino.

Caracterização limnológica e determinação da capacidade suporte do reservatório mendubim, (Rio Grande do Norte) para o cultivo de peixes em tanques-rede

The aims of this study were: i) assessing the trophic state of the Mendubim reservoir (semi-arid, Rio Grande do Norte, Brazil; 05° 38 99,0 S 36°55 98,0 W) based on chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen concentrations and water transparency; ii) relating the patterns of temporal variation of zooplankton and phytoplankton to the trophic state of the reservoir and iii) investigating the carrying capacity of the reservoir for cage fish farming. The samplingwas done monthly from July 2006 to July 2007 in three stations at the reservoir: next to the dam (barrage), in the central region and in the mouth of the main tributary. The abiotic and biotic variables analyzed were: Secchi depth, volatiles and fixed suspended solids, chlorophyll-a, total phosphorus and nitrogen, TN:TP ratio and mesozooplankton and phytoplankton composition and biomass. The results showed that the reservoir can be considered as mesotrophic with mean concentrations of total nitrogen, phosphorus and chlorophyll-a equal to 1711, 1 μg.L-1, 30,8 μg.L-1 and 5,62 μg.L-1 respectively. The Cyanophyceae class was the most representative in terms of density, with the presence of potentially toxic species such as Microcystis aeruginosa, Planktothrix planctonica, Cylindrospermopsis raciborskii, Aphanizomenon sp. ,Aphanocapsa delicatissima and Pseudanabaena acicularis. Among the zooplankton, the genus Notodiaptomus presented the largest biomass values. Overall, our results show that the light limitation should explain the weak relationship between chlorophyll-a and total phosphorus and nitrogen concentrations. We concluded that the water of Mendubim reservoir is suitable for intensive fish cage aquaculture. Based on the carrying capacity calculations for this reservoir, we found that the maximum sustainable yield of tilapias in cages in the reservoir is 126 ton per year assuming a factor of food conversion of 1.5: 1.0 and a phosphorus content in the fish food of 1%

Efecto del cultivo láctico CHN-11 en la elaboración de queso de crema con leche de cabra de forma artesanal en la hacienda Santa Rosa UNA Managua

El presente trabajo se realizó con el objetivo de evaluar el efecto de cultivo láctico CHN-11 en la elaboración de queso crema a base de leche de cabra de forma artesanal en la hacienda Santa Rosa UNA. Managua-Nicaragua, considerando los tratamientos queso crema con adición de cultivo y queso crema sin adición de cultivo. Se utilizó un método analítico sensorial para valorar las variables en cada tratamiento contando con 51 muestras previamente codificadas presentadas a 17 panelistas inexpertos para su evaluación. Las variables bajo análisis fueron: olor, color, sabor y textura, según los análisis estadísticos de la percepción de los panelistas, existe diferencia altamente significativo para la variable color y textura, diferencia significativa para la variable sabor, no encontrando diferencia significativa en lo que respecta a la variable olor. Las características físico química de la materia pri ma fueron óptimas para la elaboración del queso siendo comparadas con la norma NTON O3340-00 para leche pasterizada. Los costos de producción de cada uno de los tratamientos fueron similares en ambos siendo la diferencia en cuanto calidad.

Distribución y variabilidad de Ralstonia solanacearum e.f. Smith agente causal de marchitez bacteriana en el cultivo de papa (Solanum tuberosum L), en tres departamentos del norte de Nicaragua (Esteli, Matagalpa y Jinotega)

La marchitez bacteriana de la papa causada por Ralstonia solanacearum (E. F. Smith) es una de las principales limitantes en la producción de es te cultivo. R.olanacearum es una especie altamente variable, el estudio de su diversidad poblacional es un importante factor a considerar para su control. Con el objetivo de conocer la distribución y la variabilidad, se realizó un estudio durante el período comprendido de Septiembre de 2006 a Enero de 2007, en diferentes localidades distribuidas en tres departamentos de Nicaragua (Estelí, Matagalpa y Jinotega ), donde se recolectaron 18 muestras de tejidos vegetales (tubérculos y tallos) de papa (Solanum tuberosum L.) y suelo, las que fueron analizadas en laboratorio de Microbiología de la Universidad Nacional Agraria (UNA), para el aislamiento, identificación y multiplicación de la bacteria. Se realizaron siembras en plato petri que contenían medio de cultivo medio agar sacarosa-peptona. Posterior a su aislamiento se realizó purificación en un medio específico (tetrazolium). Las cepas bacterianas se identificaron mediante la determinación de características culturales, morfológicas, fisiológicas y bioquímicas. En el primer caso, se observaron características de borde, elevación, consistencia y color de las cepas individuales cultivadas en el medio agar sacarosa- peptona. Las características morfológicas se comprobaron a través observación en el microscopio óptico. La confirmación de las características fisiológicas y bioquímicas, se realizó a través de pruebas de KOH al 3%, oxidasa, catalasa y revelación de flagelos. Las colonias bacterianas identificadas como Ralstonia solanacearun, se les realizó la prueba de carbohidratos para la caracterización de biovares, basada en la utilización de azúcares y oxidación de alcoholes (Hayward, 1991). Las pruebas de hipersensibilidad se realizaron en plantas de tabaco (Nicotiana tabacumL.). Estas fueron inoculadas mediante la infiltración de la suspensión bacteriana de 24 hrs de crecimiento. Como resultado de la prueba, se identificaron dieciséis aislamientos pertenecientes al biovar 3 y dos aislamientos pertenecientes al biovar 1. Siendo el biovar 3 el más prevaleciente en los sitios de muestro. La raza fue identificada en base a sintomatología presentada, resultando ser la raza 1.

Influencia de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis, el crecimiento, desarrollo y rendimiento del cultivo de sorgo (Sorghum bicolor (L) Moench) y del cultivo de soya (Glycine max (L) Merr) cv. cristalina

En el presente trabajo se trabajó la influencia de tres métodos de control de malezas en cinco rotaciones de cultivos sobre la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. El ensayo se inició en postrera en 1992 en la Cooperativa Rigoberto López Pérez, Managua, considerando en este trabajo los resultados de la siembra de primera de 1992, se evaluó las rotaciones Sorgo-Sorgo, Maíz-Sorgo, Maíz-Soya, Pepino-Saya y Pepino-Sorgo y los métodos de control químico, control período crítico y control limpia periódica. Los resultados demuestran que el control limpia periódica efectuó un control satisfactorio de las malezas, mientras que los controles químico y por período crítico fueron insuficientes, debido a que predominaban las especies de monocotiledóneas como: cenchrus spp y panicum hurtícaule de Competitividad alargada. Las rotaciones influyen sobre el nivel de enmalezamiento, siendo más bajo en las Rotaciones Pepino-Sorgo y en las Rotaciones Pepino-Saya que en las demás rotaciones. En cuanto al rendimiento los mejores resultados se obtuvieron en la Rotación Pepino-Sorgo con 3,560.33 kg/Ha, (tres mil quinientos sesenta punto treinta y tres kilogramos por hectárea) de Sorgo y Maíz-Soya con 1,484.9 kg/Ha, (un mil cuatrocientos ochenta y cuatro punto nueve kilogramos por hectárea) de Soya debido a que el cultivo ejerció un mayor control sobre las malezas.