Biomass accumulation, photochemical efficiency of photosystem II, nutrient contents and nitrate reductase activity in young rosewood plants (Aniba rosaeodora Ducke) submitted to different NO3-:NH4+ ratios

The rosewood (Aniba rosaeodora Ducke) is a native tree species of Amazon rainforest growing naturally in acidic forest soils with reduced redox potential. However, this species can also been found growing in forest gaps containing oxide soils. Variations in the forms of mineral nitrogen (NO3- or NH4+) may be predicted in these different edaphic conditions. Considering that possibility, an experiment was carried out to analyze the effects of different NO3-:NH4+ ratios on the growth performance, mineral composition, chloroplastid pigment contents, photochemical efficiency photosystem II (PSII), and nitrate redutase activity (RN, E.C.1.6.6.1) on A. rosaeodora seedlings. Nine-month-old seedlings were grown in pots with a washed sand capacity of 7.5 kg and submitted to different NO3-:NH4+ ratios (T1 = 0:100%, T2 = 25:75%, T3 = 50:50%, T4 = 75:25%, and T5 = 100:0%). The lowest relative growth rate was observed when the NO3-:NH4+ ratio was equal to 0:100%. In general, high concentrations of NO3- rather than NH4+ favored a greater nutrient accumulation in different parts of the plant. For the chloroplastid pigment, the highest Chl a, Chl b, Chl tot, Chl a/b and Chl tot/Cx+c contents were found in the treatment with 75:25% of NO3-:NH4+, and for Chl b and Cx+c it was observed no difference. In addition, there was a higher photochemical efficiency of PSII (Fv/Fm) when high NO3- concentrations were used. A linear and positive response for the nitrate reductase activity was recorded when the nitrate content increased on the culture substrate. Our results suggest that A. rosaeodora seedlings have a better growth performance when the NO3- concentrations in the culture substrate were higher than the NH4+ concentrations.

Natural gaps associated with oxidative stress in Willisornis poecilinotus (Aves: Thamnophilidae) in a tropical forest

Natural disturbances in tropical forests modify the availability and quality of resources and alter the patterns of bird distribution. These environmental changes increase the metabolic rate and disrupt the redox balance promoting oxidative stress. This study aimed to compare the abundance of Willisornis poecilinotus between gaps and the understory of a forest with undisturbed canopy at Caxiuanã National Forest. The abundance was correlated with vegetation heights. The oxidative stress and the stress promoting factors were determined in both sites of sampling. We captured 81 specimens of W. poecilinotus. The number of captures was high in gaps. The specimens sampled at gaps showed high levels of oxidative stress. The biomarkers of oxidative stress were significantly correlated in gaps. The variability of oxidative stress and oxidative damage were explained only by site of sampling. These results suggest that gaps are stressors sites to W. poecilinotus, which probably can be due to an increase of metabolic rate to deal with new flight strategies of foraging and avoid predation

A resposta oxidativa em corações de camundongos é modulada por background genético

FUNDAMENTO: o tabagismo apresenta importante papel sobre as doenças cardiovasculares, entretanto permanecem pouco compreendidos os motivos pelos quais alguns seres humanos as desenvolvem e outros não. OBJETIVO: nosso objetivo foi analisar o perfil redox do coração de diferentes linhagens de camundongos após exposição à fumaça de cigarro. MÉTODOS: camundongos machos suíços (n = 10), C3H (n = 10), BALB/c (n = 10) e C57BL/6 (n = 10) foram expostos à fumaça de cigarro (12 cigarros/dia), enquanto os respectivos controles (n = 10) ao ar ambiente por 60 dias. Após sacrifício, o coração foi retirado para análises bioquímicas. RESULTADOS: embora o conteúdo de malondialdeído não tenha aumentado em nenhum grupo, a atividade da catalase diminuiu no grupo suíço (p < 0,05), BALB/c (p < 0,05) quando comparados aos respectivos grupos-controle, enquanto a mieloperoxidase diminuiu no grupo C3H (p < 0,05) e C57BL/6 (p < 0,001) quando comparados aos respectivos grupos controle. O conteúdo de glutationa reduzida diminuiu nos grupos suíço, C3H, C57BL/6 (p < 0,05) e no grupo BALB/c (p < 0,001) quando comparados com os respectivos controles. Observamos aumento do conteúdo da glutationa oxidada no grupo Suíço (p < 0,05) e diminuição nos grupos C3H (p < 0,05) e BALB/c (p < 0,001) quando comparados aos respectivos grupos-controle. A razão glutationa reduzida/ glutationa oxidada apresentou redução nos grupos suíço e C57BL/6 (p < 0.05) quando comparados aos grupos controle. CONCLUSÃO: o background genético nos camundongos pode influenciar na resposta antioxidante após a exposição à fumaça de cigarro e parece ser um fator determinante para o desequilíbrio redox no suíço e C57BL/6. Compreender as respostas antioxidantes e do background genético C3H e BALB/c podem fornecer importantes informações quanto à resistência cardíaca a fumaça de cigarro.

Profile of organic acid concentrations in the digestive gland and hemolymph of Biomphalaria glabrata under estivation

Using high performance liquid chromatography (HPLC) analysis it was possible to determine simultaneously the concentration of organic acids (pyruvate, lactate, succinate, fumarate, malate, acetate, propionate, acetoacetate, and ß-hydroxybutyrate) in the digestive gland and the extracellular concentration of these same acids in the hemolymph of estivating Biomphalaria glabrata, the intermediate host of Schistosoma mansoni. After a 7 day period of estivation, there was a significant increase in the tissue levels of lactate, succinate, malate and acetate compared to non-estivating snails. After 14 days of estivation, the levels of lactate and acetate were also significantly elevated. The hemolymph concentrations of pyruvate and acetate increased significantly after 7 days and acetate concentrations continued to be significantly increased up to 14 days of estivation. The other organic acids studied, such as ketone body acetoacetate and ß-hydroxybutyrate or the volatile acid propionate, did not accumulate. Their tissue concentrations, however, increased on the 7th day of estivation and reached normal levels within two weeks of estivation for some of them. One should take into consideration how the reduction in metabolism can be handled under aerobic conditions, and what role anaerobic pathways may play in both energy formation and redox balance processes.

A α-glycerophosphate dehydrogenase is present in Trypanosoma cruzi glycosomes

α-glycerophosphate dehydrogenase (α-GPDH-EC.1.1.1.8) has been considered absent in Trypanosoma cruzi in contradiction with all other studied trypanosomatids. After observing that the sole malate dehydrogenase can not maintain the intraglycosomal redox balance, GPDH activity was looked for and found, although in very variable levels, in epimastigotes extracts. GPDH was shown to be exclusively located in the glycosome of T. cruzi by digitonin treatment and isopycnic centrifugation. Antibody against T. brucei GPDH showed that this enzyme seemed to be present in an essentially inactive form at the beginning of the epimastigotes growth. GPDH is apparently linked to a salicylhydroxmic-sensitive glycerophosphate reoxidizing system and plays an essential role in the glycosome redox balance.

The effect of nitric oxide combined with fluoroquinolones against Salmonella enterica serovar Typhimurium in vitro

Two regulons, soxRS and marRAB, are associated with resistance to quinolones or multiple antibiotic in Salmonella enterica serovar Typhimurium. These regulons are activated by nitric oxide and redox-cycling drugs, such as paraquat and cause on activation of the acrAB-encoded efflux pump. In this study, we investigated the effect of nitric oxide (NO) alone and in combination with ofloxacin, ciprofloxacin, and pefloxacin against S. typhimurium clinical isolates and mutant strains in vitro. We did not observe synergistic effect against clinical isolates and SH5014 (parent strain of acr mutant), while we found synergistic effect against PP120 (soxRS mutant) and SH7616 (an acr mutant) S. typhimurium for all quinolones. Our results suggest that the efficiencies of some antibiotics, including ofloxacin, ciprofloxacin, and pefloxacin are decreased via activation of soxRS and marRAB regulons by NO in S. enterica serovar Typhimurium. Further studies are warranted to establish the interaction of NO with the genes of Salmonella and, with multiple antibiotic resistance.

Validation of a modified fluorimetric assay for the screening of trichomonacidal drugs

A fluorimetric microassay that uses a redox dye to determine the viability of the flagellate Trichomonas vaginalis has been optimised to provide a more sensitive method to evaluate potential trichomonacidal compounds. Resazurin has been used in recent years to test drugs against different parasites, including trichomonadid protozoa; however, the reproducibility of these resazurin-based methods in our laboratory has been limited because the flagellate culture medium spontaneously reduces the resazurin. The objective of this work was to refine the fluorimetric microassay method previously developed by other research groups to reduce the fluorescence background generated by the media and increase the sensitivity of the screening assay. The experimental conditions, time of incubation, resazurin concentration and media used in the microtitre plates were adjusted. Different drug sensitivity studies against T. vaginalis were developed using the 5-nitroimidazole reference drugs, new 5-nitroindazolinones and 5-nitroindazole synthetic derivatives. Haemocytometer count results were compared with the resazurin assay using a 10% solution of 3 mM resazurin dissolved in phosphate buffered saline with glucose (1 mg/mL). The fluorimetric assay and the haemocytometer counts resulted in similar percentages of trichomonacidal activity in all the experiments, demonstrating that the fluorimetric microtitre assay has the necessary accuracy for high-throughput screening of new drugs against T. vaginalis.

Optimisation of an asymmetric polymerase chain reaction assay for the amplification of single-stranded DNA from Wuchereria bancrofti for electrochemical detection

Single-stranded DNA (ssDNA) is a prerequisite for electrochemical sensor-based detection of parasite DNA and other diagnostic applications. To achieve this detection, an asymmetric polymerase chain reaction method was optimised. This method facilitates amplification of ssDNA from the human lymphatic filarial parasite Wuchereria bancrofti. This procedure produced ssDNA fragments of 188 bp in a single step when primer pairs (forward and reverse) were used at a 100:1 molar ratio in the presence of double-stranded template DNA. The ssDNA thus produced was suitable for immobilisation as probe onto the surface of an Indium tin oxide electrode and hybridisation in a system for sequence-specific electrochemical detection of W. bancrofti. The hybridisation of the ssDNA probe and target ssDNA led to considerable decreases in both the anodic and the cathodic currents of the system's redox couple compared with the unhybridised DNA and could be detected via cyclic voltammetry. This method is reproducible and avoids many of the difficulties encountered by conventional methods of filarial parasite DNA detection; thus, it has potential in xenomonitoring.

Caracterização de concreções ferro-manganosas de solos de calcário no norte do estado de Minas Gerais

As concreções ferro-manganosas, variáveis quanto ao diâmetro e formato, são comuns em solos desenvolvidos de calcário no norte de Minas Gerais. Normalmente, tendem a aumentar de tamanho com a profundidade nos Cambissolos e Vertissolos e a permanecer pequenas nos Latossolos, onde são mais lisas (menos corroídas) e mais arredondadas (lembrando chumbinho de caça). Com o objetivo de estudá-las, foram coletadas concreções (C) nos horizontes B de Latossolos Vermelhos; B e BC de Cambissolo e C de Vertissolo, agrupadas de acordo com o diâmetro médio (C1-Φ = 0,18 cm; C2-Φ = 0,53 cm; C3-Φ = 0,90 cm; C4-Φ = 1,75 cm), sendo C1 as concreções dos Latossolos e C2, C3 e C4 separações das concreções do Cambissolo e do Vertissolo. Tais concreções, após trituradas, foram caracterizadas química (extração de Fe e Mn com oxalato e DCB; ataque sulfúrico e ataque triácido) e mineralogicamente (difração de raios-X). Também foram coletadas amostras indeformadas dos solos que apresentavam concreções, as quais foram impregnadas para análise micromorfológica. A caracterização química das concreções revelou o ferro, a sílica e o manganês como os principais constituintes. Houve correlação significativa e negativa entre o diâmetro das concreções e o teor de ferro (r = -0,88), o que concorda com a literatura, bem como maior acúmulo de ferro nas concreções de menor diâmetro. Também houve correlação positiva entre o diâmetro e o teor de sílica (r = 0,96), fato explicado pelos teores de sílica encontrados nos solos e horizontes onde as concreções ocorrem. Para o manganês nenhuma correlação foi observada, o que contradiz dados de literatura, que revelam normalmente aumento do teor de manganês com o diâmetro. Observou-se, ainda, nas concreções, alguns elementos traços (Ba, Co, Ni, Pb). A quantificação de elementos traços demonstrou elevadas concentrações de manganês, com valores médios 40 vezes maiores que os encontrados nos solos, valores elevados de bário (em média 20 vezes maiores que nos solos) e que tendem a acompanhar o manganês (r = 0,99), o que também foi verificado para o Co (r = 0,99), Ni (r = 0,94), Pb (r = 0,99). A difração de raios-X revelou a presença de goethita como único óxido de ferro presente. Também foi detectada a presença de quartzo, caulinita, lithiophorita e traços de minerais 2:1 (possivelmente interestratificados ilita/esmectita). A micromorfologia revelou a presença de concreções (com organização interna concêntrica) e de nódulos ferro-manganosos. Observando do centro para a periferia, as camadas concêntricas das concreções variaram do preto ao amarelo-avermelhado, evidenciando a contribuição do manganês e a possível transformação dos óxidos de ferro, talvez de hematita para goethita. Alguns fragmentos de concreções presentes nos solos encontravam-se recapeados por novos aportes de ferro, indicando que o processo de difusão e concentração do ferro continuava ativo.

Composição da solução de um solo alagado conforme a profundidade e o tempo de alagamento, utilizando novo método de coleta

Na coleta da solução de solos alagados, é importante evitar o contato do oxigênio com a solução para prevenir reações redox que podem modificar sua composição química. Neste trabalho, realizado em casa de vegetação, foram feitos estudos sobre o estado de oxirredução e sobre a composição química de um Planossolo, em diferentes profundidades e tempos de alagamento, visando propor um novo método para a coleta da solução de solos alagados. O estudo foi feito em vasos plásticos com 7 kg de material de solo proveniente da camada superficial (0-20 cm), num delineamento inteiramente casualizado, com três repetições. O dispositivo de coleta da solução do solo consistiu de um tubo de polietileno com 70 cm de comprimento e 0,6 cm de diâmetro interno, com duas fileiras de orifícios de 1 mm de diâmetro, recoberto com tela de nylon de 400 mesh, construído na forma de espiral e acomodado nas profundidades de 2, 5 e 10 cm. A este dispositivo foi acoplado um sifão de vidro para a coleta da solução. Após a instalação do sistema coletor, o solo foi mantido alagado por 109 dias, tendo sido feitas coletas semanais da solução nas três profundidades. Foram analisados os valores de Eh e pH e os teores de Mn2+, Fe2+, Ca2+, Mg2+ e K+ na solução. As condições de oxirredução e os teores de cátions na solução nas diferentes profundidades, durante o período em que o solo se manteve alagado, permitiram concluir que o método utilizado pode ser indicado para coleta da solução de solos alagados, embora haja necessidade de estudos mais aprofundados sobre o assunto.

Indicadores de campo para solos hidromórficos na região de Viçosa (MG)

Indicadores locais são úteis para a identificação de ambientes. Na região de Viçosa, embora os solos encharcados ocorram sob vegetação de taboa (Thypha dominguensis), Gleissolos, de coloração típica acinzentada, são incomuns. A maioria dos solos com lençol freático alto é coberta pela taboa e as características gleizadas do solo são pouco pronunciadas, especialmente nos solos com mais altos teores de ferro. Não há clara conexão entre altura do lençol freático e deficiência de oxigênio. Como as relações entre altura do lençol freático, deficiência de oxigênio e cor do solo não são claras o bastante, hipotetizou-se que outros indicadores para as condições de redução poderiam ser encontrados nesses ambientes. Neste propósito, caracterizou-se o solo e trabalhou-se na sua relação com a vegetação. Estudaram-se os solos com várias intensidades de condições de drenagem em três áreas: Cajuri (Área 1), Viçosa (Área 2) e Coimbra (Área 3), todas pertencentes ao Planalto de Viçosa. Na avaliação das condições de redox dos solos (pH e pE a campo), utilizou-se um medidor digital adaptado a uma sonda de aço. Conquanto importante na identificação de indicadores de ambientes, a caracterização morfológica não se mostrou precisa o bastante para evidenciar o que os solos encharcados têm mais em comum: a deficiência de oxigênio por longos períodos. A cor, embora seja um bom e útil indicador para muitas das condições de drenagem do solo, não se mostrou também eficiente nessas áreas. De modo geral, os Gleissolos estudados apresentaram cromas maiores do que dois, o que supera o limite do critério para identificar horizonte glei no Sistema Brasileiro de Classificação de Solos, embora o teste indicador da presença de Fe2+ com alfa,alfa'-dipiridil tenha sido positivo. Por outro lado, a presença da taboa foi um bom indicador das condições de má drenagem. Nos locais dos povoamentos puros de taboa, os valores de pE foram mais baixos, embora estes tenham variado entre limites muito amplos. A presença do lençol freático acima de 60 cm foi um bom critério para avaliar o grau de gleização dos solos.

Reversibilidade do fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: I - alterações químicas e mineralógicas

Alterações no potencial redox (Eh) de solos, como ocorrem em solos hidromórficos, causam alterações significativas nas características químicas e mineralógicas dos solos e têm forte influência sobre o comportamento do P, alterando a relação entre suas formas lábil e não-lábil. O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito de condições de baixo Eh na dissolução/reversibilidade de formas não-lábeis de P e solubilização/comportamento dos oxihidróxidos de Fe e Al. Para isso, amostras de 11 solos foram incubadas com 300 mg kg-1 de P por 30 dias, com posterior exaustão do P-lábil por extrações sucessivas com resina de troca aniônica (RTA). Posteriormente, elas foram submetidas a um tratamento denominado redução microbiana com 0,1 mol L-1 de sacarose, por 60 dias, com trocas desta solução a cada 15 dias. Os resultados obtidos foram comparados com outros quando a mesma dose de P foi aplicada após essa redução microbiana, seguida por extrações sucessivas do P-lábil com RTA. Mediram-se, ainda, em ambas as condições, na solução de sacarose em equilíbrio com os solos, os valores de Eh e pH, teores de Fe, Al e P, ao final de cada período de 15 dias, por ocasião da troca da solução. As amostras originais - não tratadas - dos solos foram, também, submetidas à complexação/redução com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato de sódio (CDB). Foram feitas quatro extrações sucessivas com Ox e duas como CDB, determinando-se, após cada extração, em ambos os métodos, os valores de Eh, pH e os teores de Fe, Al e P. Posteriormente, as amostras residuais dos solos submetidos aos tratamentos com Ox e CDB receberam 300 mg kg-1 de P. A diminuição dos valores de Eh pela adição de sacarose ou pelas extrações com Ox e CDB não favoreceu a reversibilidade de formas não-lábeis de P. A adição de P aos solos aparentemente promoveu maior estabilidade para a goethita, restringindo sua interferência no valor de Eh do solo, como, também, estabilizou a gibbsita, que passou a não interferir no pH do solo. Os resultados permitem aventar a hipótese de que o P aplicado proporcionaria efeito restritivo ao comportamento de oxihidróxidos.

Reversibilidade de fósforo não-lábil em solos submetidos à redução microbiana e química: II - extrações sucessivas do fósforo pela resina de troca aniônica

A formação de P não-lábil a partir de formas lábeis, adsorvidas aos oxihidróxidos de Fe e Al, é razão para o baixo efeito residual da fertilização fosfatada em solos tropicais. A reversibilidade do P não-lábil para formas lábeis nesses solos pode ser favorecida pela redução do Fe3+ e, ou, pela diminuição da atividade dos oxihidróxidos de Fe e Al. Neste trabalho, objetivou-se avaliar a adsorção e dessorção de P, sua transformação em não-lábil e reversibilidade dessa forma em amostras de solos submetidas à redução microbiana ou química. Para isso, amostras de 11 solos foram homogeneizadas com 300 mg kg-1 de P na forma de NaH2PO4 em solução, incubadas por 30 dias e, então, submetidas a dez extrações sucessivas de P com resina de troca aniônica (RTA) (tratamento sem redução). Em seguida, outras amostras dos solos foram submetidas à ambiente redutor em solução de sacarose 0,1 mol L-1 com posterior aplicação da doses de P (300 mg kg-1) e as dez extrações sucessivas de P (tratamento redução microbiana). Depois, outras amostras foram reduzidas/complexadas com oxalato de amônio (Ox) ou com citrato-ditionito-bicarbonato (CDB), e os solos/resíduos receberam a mesma dose de P dos experimentos anteriores. Foram então incubados por 30 dias e submetidos às extrações sucessivas com RTA (tratamento redução química). A capacidade máxima de adsorção de P (CMAP) dos solos mostrou-se mais dependente da goethita (com 70,8 % de contribuição para seu valor) do que da gibbsita (com contribuição de 29,2 %). A correlação negativa entre os teores de P obtidos na segunda extração com a RTA, nos solos em condição natural, sem redução, e os teores de gibbsita sugere que este, e não a goethita, é o oxihidróxido responsável pela maior restrição à dessorção do P. Os valores de CMAP, estimados por meio do P remanescente (P-rem), mostraram, nas amostras submetidas ao tratamento com redução microbiana, pequena alteração para o grupo dos solos menos oxídicos, com menor CMAP. Todavia, nos solos mais oxídicos, com maior CMAP, o efeito prévio da sacarose foi o aumenta do P-rem (diminuição da CMAP) 10 vezes em relação aos solos para o tratamento sem redução. Entretanto, a redução gerada pela sacarose não alterou a dessorção do P anteriormente adsorvido. A expectativa de que ocorreria significativa reversibilidade de P não-lábil com a redução microbiana ou química dos solos não se concretizou, demonstrando a grande estabilidade dessas formas.

Comportamento de superfosfato simples contendo fosfato de ferro de baixa solubilidade em água em solos de várzea do Rio Grande do Sul

Algumas rochas utilizadas na produção de fertilizantes contêm impurezas de baixa solubilidade em água, destacando-se alguns fosfatos de Fe e Al, que poderiam ser aplicados em solos alagados, onde as reações de redução podem aumentar a solubilidade. O objetivo deste trabalho foi estudar a liberação do P de fertilizantes contendo impurezas de fosfatos de Fe com baixa solubilidade em água em diferentes solos de várzea do Rio Grande do Sul (RS) sob condições de alagamento. Para realização do experimento foram utilizados seis solos de várzea (dois Gleisssolos, dois Planossolos e dois Chernossolos) de diferentes locais do Estado do Rio Grande do Sul, os quais foram acondicionados em vasos plásticos de 8 L. Cada solo recebeu duas fontes de P (superfosfato simples e superfosfato simples com resíduos de Fe) e uma testemunha sem adição de P, com três repetições. Nos tratamentos com P foram adicionados ao solo 100 mg kg-1 P no solo. Os solos foram alagados e mantidos, em delineamento inteiramente casualizado e três repetições, com uma lâmina de água de 5 cm de altura acima de sua superfície. A solução do solo foi coletada semanalmente, sendo medidos imediatamente o pH e o potencial redox (Eh); posteriormente, procedeu-se, em laboratório, à determinação dos teores de P e Fe. Os resultados mostram redução do Eh e aumento do pH e dos teores de Fe e P em solução para todos os solos. O teor de P na solução não diferiu quanto à fonte, mostrando que o superfosfato simples com impurezas de fosfato de Fe tem potencial de uso em solos de várzea do Rio Grande do Sul cultivados com arroz irrigado por alagamento, mesmo sem a solubilidade em água prevista na legislação brasileira.

Methane efflux in rice paddy field under different irrigation managements

Paddy rice fields may contribute to methane (CH4) emission from soil due to anaerobic conditions after flooding. Alternatives to continuous flooding irrigation in rice have been developed to mitigate CH4 efflux into the atmosphere. This study aims to investigate the effects of irrigation managements in the CH4 efflux during the rice growing season. An experiment was carried out at in Santa Maria, Rio Grande do Sul State, Brazil, during 2007/08 and 2009/10 growing seasons. The treatments were continuous flooding and intermittent irrigation in 2007/08 and continuous flooding, intermittent irrigation and flush irrigation in 2009/10. Intermittent irrigation is effective in mitigating CH4 efflux from rice fields when climatic conditions enable water absence during cultivation, but its efficiency depends on the electrochemical soil conditions during the flooding cycles.