Citotoxicidade e genotoxicidade do Listerine em culturas de Escherichia coli e plamídios

A utilização de testes de biocompatibilidade de materiais odontológicos é necessária para avaliar a segurança dos mesmos. Listerine é um enxaguatório comercial usado para a prevenção e tratamento da gengivite. O objetivo do estudo foi avaliar os efeitos citotóxico e genotóxico do Listerine em culturas de Escherichia coli e plasmídios. Na avaliação da citotoxicidade, culturas de E. coli AB1157 e BW9091 foram incubadas com Listerine (10, 50 e 100%) e o crescimento acompanhado pela densidade óptica (DO) em 600nm por 7 horas(h). Para avaliar a sobrevivência, culturas de E. coli AB1157, em fase exponencial, foram centrifugadas, ressuspensas em solução salina (NaCl 0,9%) e incubadas (1h, 37C) com Listerine (10, 50, 100%, 1h, 37 C). Alíquotas foram semeadas em placas de Petri contendo meio nutritivo nos tempos 0, 30 e 60 minutos e armazenadas em estufa bacteriológica (18h, 37 C). As unidades formadoras de colônias contadas e as frações de sobrevivência (FS) calculadas. Como controles, culturas tratadas salina ou etanol (21,6%). Para genotoxicidade, plasmídios pBSK foram incubados com Listerine (10, 50 e 100%) e com etanol (2,16%, 10,8% e 21,6%), associados ou não ao SnCl2(200g/mL, 30 minutos, temperatura ambiente), realizada eletroforese em gel de agarose (0,8%, 8V/cm), observados por transiluminação UV e obtido o percentual da forma superespiralada (%SE). Os resultados indicam que o enxaguatório Listerine foi capaz de inibir o crescimento bacteriano de culturas de E. coli na maior concentração utilizada. O enxaguatório, na maior concentração, diminuiu a sobrevivência das culturas bacterianas testadas. Listerine não modificou o perfil eletroforético do plasmídios, indicando ausência de efeito genotóxico e também foi capaz de proteger os plamídios da ação do SnCl2. Além disso, o etanol, na mesma concentração presente no Listerine, não alterou o perfil eletroforético dos plasmídios, sendo capaz de protegê-lo da ação do SnCl2. Os resultados indicaram que o Listerine apresentou efeito citotóxico em culturas de E. coli e ausência de potencial genotóxico em plamídios, sendo capaz de protegê-los, bem como o etanol, dos efeitos genotóxicos do SnCl2.

Análise da viabilidade celular de um monobiofilme de Streptococcus mutans após exposição a colutórios bucais presentes no mercado brasileiro

Este estudo tem como propósito analisar a eficácia de diferentes formulações de antissépticos bucais presentes no mercado brasileiro sobre um monobiofilme de Streptococcus mutans (ATCC 25175). O experimento foi realizado expondo as amostras às formulações por 1 minuto. Os biofilmes foram desenvolvidos semeando as cepas em tubos de ensaio contendo meio de cultura TSB acrescido de 1% de sacarose por 7 dias, com trocas de meio a cada 48 horas. A amostra foi dividida em grupos: monobiofilme tratado com solução contendo clorexidina (controle positivo); monobiofilme tratado com solução contendo óleos essenciais; monobiofilme tratado com solução contendo triclosan; biofilme tratado com solução contendo triclosan acrescido de cloreto de zinco; monobiofilme tratado com solução contendo cloreto de cetilpiridínio; monobiofilme tratado com solução salina fisiológica estéril (controle negativo). Para a análise do efeito pós antibiotico, as cepas foram removidas e plaqueadas imediatamente após a exposição e após 2 horas de crescimento em meio TSB. A média do crescimento bacteriano foi convertida em unidades formadoras de colônia (UFC) para análise. Para analizar a capacidade de recolonização as cepas foram inoculadas em TSB acrescido de sacarose por 48hs. os valores submetidos à análise estatística pelo teste t-student e ANOVA com modificação de Tukey e Dunnett. Os resultados nos permitem concluir que: todos os grupos tratados com antissépticos apresentaram redução das concentrações de microrganismos viáveis em relação ao controle negativo, nos dois tempos analizados. As formulações contendo triclosan e óleos essenciais não apresentaram diferença nem relação ao controle positivo e nem entre eles mesmos, também nos dois tempos. As formulações de antissépticos, contendo clorexidina, óleos essenciais, triclosan podem alterar a capacidade de recolonização do monobiofilme, neste modelo.

Infiltração microbiana por Enterococcus faecalis em canais retrobturados com MTA, iRoot SP e Endo CPM Sealer

O objetivo deste trabalho consistiu na análise da infiltração apical em dentes retrobturados por três materiais: MTA, iROOT SP e Endo CPM Sealer. Para tal, foram utilizados 51 dentes humanos extraídos, incisivos centrais superiores, que foram instrumentados manualmente com limas tipo K, pela técnica Crown-down, obturados com compactação lateral e, após serem apicectomizados a 3mm aquém do ápice foram submetidos à retrobturação, com os três materiais propostos. As amostras foram divididas, randomicamente, em três grupos: GI MTA, GII iROOT SP e GIII Endo CPM Sealer, cada grupo com 15 amostras. Os dentes foram inseridos em tubos de eppendorfs, e feitos a impermeabilização do remanescente radicular utilizando duas camadas de cianocrilato, epóxi, e outra camada de esmalte. Em cada eppendorf foi adicionado caldo TSB estéril e uma suspensão de Enterococcos faecalis e adaptado ao frasco de vidro com meio de cultura enterococcosel. A infiltração bacteriana foi verificada pela turvação do meio de cultura. Após a análise no período de 60 dias, podemos concluir que durante esse tempo ocorreram infiltrações no Grupo I, 43,75 % das amostras apresentaram turvamento do meio de cultura demonstrando persistência da infecção. Já no Grupo II, 31,25 % das amostras tiveram crescimento bacteriano. Por fim no Grupo III, 25,00 % houve a infiltração. Grupos controle positivo e negativo para crescimento bacteriano foram realizados (n=3, cada). Os cimentos testados comportaram-se de maneira semelhante frente à infiltração bacteriana durante o período testado.

Papel de metaloproteases de Estreptococos do grupo B na interação,viabilidade celular e indução de apoptose e necrose em células endoteliais e epiteliais humanas

Estreptococos do grupo B (EGB) é a principal causa de sepse e meningite neonatal e tem sido recentemente reconhecido como patógeno responsável por infecções invasivas em adultos imunocomprometidos (idosos ou portadores de doenças crônicas). Os EGB produzem inúmeras enzimas extracelulares, várias das quais interagem com o sistema imune do hospedeiro e são importantes durante a interação EGB-hospedeiro, bem como para o desenvolvimento da doença. Estudos anteriores mostraram que metaloproteases estão envolvidas em várias vias metabólicas em diferentes tipos celulares. Por esta razão, nós decidimos investigar o possível envolvimento de metaloproteases de EGB durante a interação celular e apoptose/necrose induzida pelo micro-organismo em células endoteliais da veia umbilical humana (HUVEC) e da linhagem de epitélio respiratório (A549). Tratamento de EGB com inibidores de metaloproteases (EDTA, EGTA e FEN) não induziu alterações no crescimento bacteriano, mas promoveu alterações na expressão de proteínas de superfície, capacidade adesiva e perfil de sobrevivência intracelular do patógeno. O EGB e o sobrenadante do crescimento bacteriano (meio condicionado; MC) promoveram a morte das células HUVEC e A549. Contudo, o tratamento com inibidores de metaloproteases restauraram a viabilidade celular induzida pelos EGB e o MC, sugerindo que metaloproteases bacteriana estão envolvidas no rompimento da barreira celular, promovendo a disseminação bacteriana. Este trabalho descreve pela primeira vez apoptose e necrose induzidas pelo EGB e MC em HUVEC e células A549 após 24h de incubação, respectivamente. Nós também observamos redução da pró-caspase-3 após infecção das HUVEC com EGB e MC, sugerindo ativação da caspase-3. Além disso, o aumento da expressão da proteína pró-apoptótica Bax e diminuição dos níveis da proteína anti-apoptótica Bcl-2 em HUVEC, demonstram o envolvimento do mecanismo apoptótico mitocondrial (via intrínseca). A melhor compreensão das bases moleculares da patogênese do EGB contribui para identificar novas moléculas bacterianas e hospedeiras que podem representar novos alvos terapêuticos ou imunoprofiláticos contra a doença causada por esse patógeno neonatal.

Influência do limite e do calibre apical após a instrumentação mecanizada com instrumentos reciprocantes na extrusão bacteriana apical

O objetivo deste estudo foi avaliar ex vivo a extrusão bacteriana apical após instrumentação com um sistema de instrumento único reciprocante e verificar a influência de diferentes limites e diâmetros apicais nesta. Sessenta e quatro raízes de pré-molares foram utilizadas. Os dentes foram acessados e seus canais radiculares foram contaminados com uma suspensão de Enterococcus faecalis e incubados por 30 dias possibilitando crescimento bacteriano em biofilme. Os dentes contaminados foram divididos em quatro grupos com 15 espécimes cada. O calibre dos instrumentos utilizados e comprimento de trabalho de cada grupo foram respectivamente R25 à 0mm do forame, R25 aquém 1mm, R40 a 0mm e R40 aquém 1mm. Foram feitos grupos controle de crescimento bacteriano positivo e negativo. As bactérias extruídas apicalmente durante a instrumentação foram coletadas em frascos de vidro contendo 0,9% de NaCl. As amostras microbiológicas foram retiradas destes frascos e incubadas em meio BHI ágar, durante 24 horas. O crescimento bacteriano foi contado e os resultados foram expressos em unidades formadoras de colônia (UFC). Os dados foram analisados pelo teste estatístico de Kruskal-Wallis. Não houve diferença estatisticamente significante no número de UFC entre os quatro grupos (p>0,05). A partir da análise dos resultados e dentro das limitações deste estudo foi possível concluir que independente do comprimento de trabalho e da ampliação foraminal haverá similar quantidade de extrusão bacteriana.

Estudo do crescimento bacteriano e da aplicação de procedimentos de limpeza e desinfecção no aço inoxidável 304L

Técnicas de limpeza química ou mecânica são comumente empregadas para evitar a formação de biofilmes e problemas associados com a colonização de superfícies por micro-organismos. Neste trabalho, amostras de aço inox 304L foram submetidas a ensaios acelerados de crescimento de biofilme, o qual foi posteriormente removido por tratamentos de limpeza e desinfecção (choque térmico com água a 70C por 1h, limpeza com ácido fosfórico 20 % v/v por 30min e desinfecção com peróxido de hidrogênio 0,17 % v/v por 1h). Com o objetivo de verificar a influência destes tratamentos na remoção do biofilme, este foi caracterizado (por quantificação microbiana e análises de espectroscopia de impedância eletroquímica - EIE), antes e após a aplicação dos tratamentos. Dois casos foram estudados. No primeiro caso, simularam-se condições presentes em tubulações de ambientes hospitalares e sistemas de distribuição de água quente. O micro-organismo utilizado foi a bactéria Serratia marcences. O processo de formação de biofilme e posterior limpeza e desinfecção foi realizado de modo contínuo durante 15 semanas. Os resultados de quantificação microbiana e de EIE mostraram que desde a primeira semana de exposição e ao longo dos ensaios, formou-se um biofilme aderente à superfície do aço e que o emprego dos tratamentos de limpeza e desinfecção não foi eficaz na remoção do biofilme. Em um segundo caso, simularam-se condições presentes em tubulações da indústria de água mineral, empregando-se a bactéria Pseudomonas aeruginosa. Neste caso, as técnicas de limpeza e desinfecção foram aplicadas individualmente e em conjunto. A aplicação de choque térmico, assim como da limpeza ácida, sobre um biofilme com 72 h de formação foi capaz de eliminar as bactérias viáveis, presentes na superfície do aço. Entretanto, a desinfecção com peróxido de hidrogênio não foi capaz de eliminá-las. Nas duas condições, porém, as análises de EIE do sistema aço/biofilme mostraram que o mesmo não foi completamente removido da superfície do metal. Correlacionando os dois casos, pode-se inferir que a superfície do aço inox 304L é rapidamente colonizada pelas duas espécies microbianas e que as técnicas de limpeza e desinfecção são capazes de reduzir e até eliminar as células viáveis, embora não removam completamente o biofilme da superfície. Por outro lado, é importante ressaltar que fatores como a arquitetura, espessura e porosidade do biofilme, e propriedades intrínsecas da superfície, são fatores que afetam os valores de impedância medidos, sendo necessário considerá-los na análise, tanto da formação do biofilme, quanto dos efeitos dos procedimentos de limpeza e desinfecção

Avaliação da extrusão bacteriana apical após instrumentação mecanizada com sistemas reciprocantes de instrumento único comparados a um sistema rotatório multi-instrumento

O objetivo deste estudo foi avaliar ex vivo a extrusão bacteriana apical após instrumentação mecanizada com sistemas reciprocantes de instrumento único e movimento reciprocante (WaveOne and Reciproc) comparados a um sistema multi-instrumentos (BioRaCe). Quarenta e cinco incisivos inferiores humanos unirradiculares, ovais e de anatomia semelhante foram utilizados. Os dentes foram acessados e seus canais radiculares foram contaminados com uma suspensão de Enterococcus faecalis e incubados por 30 dias possibilitando crescimento bacteriano em biofilme. Os dentes contaminados foram divididos em três grupos com 15 espécimes cada (RE - Reciproc, WO -WaveOne e BR - BioRaCe). Foram utilizados oito dentes para grupos controle de crescimento bacteriano positivo e negativo. As bactérias extruídas apicalmente durante a instrumentação foram coletadas em frascos de vidro contendo 0,9% de NaCl. As amostras microbiológicas foram retiradas dos frascos e incubadas em meio BHI ágar, durante 24 horas. O crescimento bacteriano foi contado e os resultados foram expressos em unidades formadoras de colônia (UFC). Os dados foram analisados pelos testes estatísticos de Wilcoxon e Kruskal-Wallis. Não houve diferença estatisticamente significante no número de UFC entre os dois sistemas reciprocantes (p>0,05). Em contrapartida, o sistema de instrumentos rotatórios mostrou uma quantidade de UFC significativamente maior do que os dois outros grupos (p <0,05). A partir da análise dos resultados e dentro das limitações deste estudo foi possível concluir que todos os sistemas de instrumentação testados extruem bactérias apicalmente. No entanto, ambos os sistemas de instrumento único e movimento reciprocante extruem menos bactérias apicalmente do que o sistema rotatório multi-instrumentos de referência.

Efeitos genotóxicos e indução do SOS em mutantes derivados de Escherichia coli K-12 durante o processo de interação com superfícies bióticas e abióticas

A célula epitelial é o primeiro contato entre os micro-organismos e o hospedeiro. Essa interação pode levar a produção de diversas citocinas, quimiocinas, moléculas inflamatórias e também estimular a geração de espécies reativas de oxigênio (ERO). Neste trabalho avaliamos se a interação com as células HEp-2 poderia ser genotóxica para os mutantes derivados de Escherichia coli K-12 deficientes em algumas enzimas que fazem parte do sistema de reparo por excisão de base (BER). Além disto, avaliamos a expressão do sistema SOS, que é induzido pela presença de danos no genoma bacteriano. Os resultados obtidos mostraram a presença de filamentos, na interação com células HEp-2, principalmente, no mutante xthA (BW9091) e no triplo mutante xthA nfo nth (BW535). Quando a interação foi quantificada na ausência da D-manose, observamos um aumento das bactérias aderidas. Além disto, a quantidade e o tamanho dos filamentos também aumentaram, mostrando que as adesinas manose-sensíveis estavam envolvidas na filamentação bacteriana. Para comprovar se o aumento da filamentação observada neste ensaio foram uma consequência da indução do sistema SOS, desencadeada pela interação com as células HEp-2, quantificamos a expressão do SOS, na presença e na ausência da D-manose. De fato, observamos que a indução do SOS na ausência da D-manose foi maior, quando comparada, com o ensaio realizado na presença de D-manose. Além disto, observamos que a ausência de xthA foi importante para o aumento da filamentação observada na ausência de D-manose. Diante destes resultados, verificamos se a resposta de filamentação ocorreria quando as bactérias interagiam com uma superfície abiótica como o vidro. Observamos também inúmeros filamentos nos mutantes BER, BW9091 e BW535, quando comparados a cepa selvagem AB1157. Essa filamentação foi associada à indução do SOS, em resposta a interação das bactérias com o vidro. Em parte a filamentação e a indução do SOS observadas na interação ao vidro, foram associadas à produção de ERO. Quantificamos também o número de bactérias aderidas e observamos que as nossas cepas formavam biofilmes moderados. Contudo, a formação de biofilme dependia da capacidade da bactéria induzir o sistema SOS, tanto em aerobiose como em anaerobiose. A tensão do oxigênio foi importante para interação dos mutantes BER, uma vez que os mutantes BW9091 e BW535 apresentaram uma quantidade de bactérias aderidas menor em anaerobiose. Contudo, a diminuição observada não estava vinculada a morte dos mutantes BER. Também realizamos microscopia de varredura na cepa selvagem e nos mutantes, BW9091 e BW535 e confirmamos que as três cepas formavam biofilmes tanto em aerobiose como em anaerobiose. Observamos uma estrutura sugestiva de matriz extracelular envolvendo os biofilmes da cepa selvagem AB1157 e do mutante BW9091. No entanto, a formação desta estrutura por ambas as cepas dependia da tensão de oxigênio, pois nos biofilmes formados em anaerobiose essa estrutura estava ausente. Em conclusão, mostramos que na interação das bactérias com a superfície biótica e abiótica, ocorreu lesão no genoma, com indução do SOS e a resposta de filamentação associada.

Estudo da resistência aos antimicrobianos em enterobactérias isoladas de mãos de manipuladores de alimentos em cantinas permissionárias de uma universidade no Município do Rio de Janeiro

A contaminação dos alimentos e transmissão de patógenos via manipuladores pode ocorrer se as condições de higiene, armazenamento e preparo não estiverem satisfatórios. Procedimentos inadequados de manipulação oferecem um perigo potencial à saúde pública devido ao alto risco de ocorrência de doenças de origem alimentar por microrganismos resistentes aos antimicrobianos. Neste estudo foram coletados swabs das mãos de 49 manipuladores de alimentos, isoladas e identificadas por metodologia convencional 244 enterobactérias de 7 cantinas permissionárias em uma Universidade do Município do Rio de Janeiro. Foram utilizados discos contendo os seguintes antimicrobianos: aztreonam, tobramicina, ceftazidima, cloranfenicol, tetraciclina, sulfa, amicacina, ampicilina e sulbactam, ciprofloxacina, gentamicina, cefalotina, cefepime, cefoxitina, imipenem, ampicilina, cefotaxima. A pesquisa de genes que codificam β-lactamases foi realizada pela Reação em Cadeia da Polimerase para os genes blaTEM, blaSHV, blaCTX, blaOXA-1 e blaCMY-2. As espécies mais prevalentes identificadas foram: Enterobacter cloacae (21,3%), Citrobacter braakii (15,2%), Escherichia coli (12,7%), Klebsiella pneumoniae subesp. Pneumoniae (12,2%). O perfil de resistência aos antimicrobianos revelou que 94 (38,5%) cepas identificadas apresentaram resistência a pelo menos dois antibióticos, 55 cepas (22,5%) a pelo menos um antibiótico, 34 cepas (13,9%) a três antibióticos, 14 cepas (5,7%) mostraram-se resistentes a quatro antibióticos. Uma cepa de E. cloacae mostrou resistência múltipla a dez antibióticos e 140 cepas (57,3%) foram resistentes simultaneamente a cefalotina e cefoxitina. Nenhuma cepa foi resistente ao aztreonam e a sulfa e apenas 01 foi resistente ao ciprofloxacina, 01 ao imipenem e 02 a cefotaxima. Foi identificado a presença do gene blaSHV em uma cepa de K. pneumoniae subsp. pneumoniae. Este dado aponta para uma mudança no perfil dessas bactérias isoladas da comunidade que passam a ter características semelhantes com as de origem hospitalar. Os resultados alertam para um perigo à saúde dos consumidores e conseqüentemente à saúde pública, devido a presença de enterobactérias resistentes aos antimicrobianos nas mãos de manipuladores de alimentos.

Preservation of prawns with chemicals

The preservation of prawns with boric acid, dipotassium hydrogen phosphate, sodium bisulphite, ascorbic acid, citric ascorbic acid mixture, acronise pd, foromycin and penicillin have been investigated. Acronise pd, foromycin and citric ascorbic acid mixture in the order named proved the most effective inhibitors of growth of the natural mixture flora at temperatures between -18°C and 28°C; while foromycin inhibited yeast growth and sodium bisulphite and boric acid retarded melanosis. Acronise pd caused marked inhibition of bacterial growth in 5 to 50 per ml concentration, when used as an immersion medium for 10 to 15 minutes. The other chemicals used exerted a less intense action or were without any effect.

Studies on smoke curing of tropical fishes

Fresh mackerel (Rastrelliger kanagurta), catfish (Tachisurus dussumeri) and sole (Cynoglossus dubis) were gutted, cleaned, washed, brined, and smoked. Though it contributes to the quality of the smoked products, salt does not appear to prevent bacterial growth or spoilage at low concentration. In heavily salted products, salt is found to have a definite preservative action. Smoking lasted roughly 5 hrs for mackerel and 4 hrs for sole. Increasing the smoking time gave the product an unpleasant taste. Fish were then sun-dried to 20% moisture. The fish had been prepared in three groups, (1) turmeric-treated, (2) propionate-treated and control. Turmeric treated samples had a very attractive appearance, especially sole. The course of spoilage, as measured by following changes in total volatile nitrogen content, is tabulated. All controls were spoiled within 3 months; the others remained in good condition for 6 months. Turmeric is considered to be an ideal preservative.

Effects of control of C/N ratio by low-cost carbohydrate addition on water quality and pond ecology in freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii post-larvae nursing system

An experiment was conducted to evaluate the effects of control of carbon/nitrogen ratio (C/N ratio) by addition of low cost carbohydrate to the water column on water quality and pond ecology in freshwater prawn Macrobrachium rosenbergii post-larvae nursing system. In this experiment, two level of dietary protein 20% and 35% without carbohydrate addition (‘P20' and ‘P35') and with carbohydrate addition (‘P20+CH' and ‘P35+CH') were compared in small ponds of 40 m² area stocked with 20 post-larvae (0.021 ± 0.001g) per m² . Maize flour was used as low cost carbohydrate and applied to the water column followed by the first feeding during the day. The addition of carbohydrate significantly reduced (p< 0.05) ammonia-nitrogen (NH sub(3)-N) and nitrite-nitrogen (NO sub(2) - N) of water in P20 + CH and P35 + CH treatments. It significantly increased (p< 0.05) the total heterotrophic bacteria (THB) population both in water and sediment. Fifty nine genera of plankton were identified belonging to the Bacillariophyceae (11), Chlorophyceae (21), Cyanophyceae (7), Dinophyceae (1), Rotifera (7) and Crustacea (9) without any significant difference (p>0.05) of total phytoplankton and zooplankton among the treatments. Survival rate of prawn was significantly lowest (p<0.05) in P20 and no significant difference (p>0.05) was observed between P20+CH and P35 treatments. Control of C/N ratio by the addition of low-cost carbohydrate to the pond water column benefited the freshwater prawn nursing practices in three ways (1) increased heterotrophic bacterial growth supplying bacterial protein augment the prawn post-larvae growth performances, (2) reduced demand for supplemental feed protein and subsequent reduction in feed cost and (3) reduced toxic NH sub(3)-N and NO sub(2)-N levels in pond nursing system.

沙棘(Hippophae rhamnoides L.)在低温和增强UV-B胁迫下的生态生理反应

植物生长和生产力受到自然界各种形式的生物和非生物胁迫因子的影响。这些胁迫包括低温、高温、盐碱、干旱、洪水、重金属、虫害、病害和紫外线辐射等等。而人类活动大大加剧了这些胁迫所带来的影响。由于人类污染而导致臭氧层衰减以及由此产生的地球表面紫外辐射增强已经成为全球气候变化的一个主要方面。UV-B胁迫，甚至当前的辐射水平，所带来的影响已经引起科学工作者的广泛关注。 为了生存和繁殖，植物不得不面临环境中各种潜在胁迫所带来的负面影响。然而，植物生活型的不可移动性决定了其逃避胁迫的局限性。因此，绝大多数植物都是通过对胁迫作出反应，通过修复或者更新组织来降低伤害。而植物应对环境变化的能力则是由其生长模式的种属特异性和本身的遗传组成所决定。在自然界，植物常常同时面临多种胁迫，这些胁迫所引发的植物反应可能具有叠加、协同或者拮抗作用。沙棘是一种具刺、具有固氮功能的多年生雌雄异株灌木，广泛分布于亚欧大陆的温带地区和亚洲亚热带的高海拔地区。在中国，沙棘常常被用作植被恢复中的先锋树种而大量栽培。本文采用沙棘作为模式植物，试图探索木本植物对低温，UV-B辐射增强以及其与干旱的复合胁迫的响应以及沙棘对这些胁迫响应是否具有种群差异性。 对来自南北两个种群的沙棘进行短日照和低温处理，检测了其在抗寒锻炼和抗寒性发育过程中存在的性别差异。结果表明，短日照和低温都分别能够诱导抗寒锻炼的发生，而两者同时存在对所有实验植株抗寒性的大小具有叠加效应。然而，短日照和低温所诱导的抗寒性在两个种群中都具有性别差异性，雄性植株比雌雄植株对短日照和低温更为敏感。同时，南北种群间也存在差异性，北方种群的植物比南方种群的植物对短日照和低温敏感，从而在短日照下抗寒锻炼的发生时间更早，低温诱导的抗寒性更大。短日照和低温诱导植物增加抗寒性的同时伴随着脱落酸的变化。脱落酸的变化因处理，种群和性别的不同而不同。这些生理反应表明不同的沙棘种群，不同的植株性别对同一环境胁迫可能存在不同的生存策略。 比较了来自高低两个海拔的沙棘种群对于干旱和UV-B辐射增强以及两者复合胁迫条件下的生理生态反应。干旱使两个种群中植株总的生物量，总叶面积，比叶面积，叶片含碳量，含磷量，木质素含量和碳氮比显著降低，使根冠比，粗根细根比和叶片脱落酸含量显著增加。干旱而非UV-B使得δ13C 值显著增加。但是，比较而言，来自高海拔的种群对干旱反应更为强烈，而来自低海拔的种群对UV-B更敏感。在UV-B辐射增强的处理下，干旱所诱导的脱落酸的积累被显著抑制。而且我们检测到在一些指标上存在显著的干旱×UV-B交互作用，如两个种群中在总生物量上，低海拔种群中在总叶面积，粗根细根比上，高海拔种群中在比叶面积，δ13C值，木质素含量上都存在明显的交互作用。这些结果表明这两个种群对胁迫具有不同的适应性反应，来自高海拔的种群比来自低海拔的种群更能够抵御干旱和UV-B胁迫。 室外实验表明，UV-B 去除/增补对沙棘高低两个海拔种群的影响都不大。对生物量的积累，植株高度以及一些常见的胁迫反应生理指标比如丙二醛、ABA 和游离脯氨酸都没有显著影响。UV-B 的效应比UV-A 大，植物反应在无UV 和仅有UV-A 的处理间没有什么区别。然而，UV-B 去除的两个处理和UV-B 存在的两个处理间存在显著区别。UV-B 使得两个种群都显著降低了比叶面积(SLA)，但却使长期用水效率增加。但UV-B对光合色素和光合系统II 的影响不大。总体看来，来自低海拔的种群对UV-B 更为敏感。 Plant is adversely affected by various abiotic and biotic stress factors. These stressors includelow temperature, heat, salt, drought, flooding, heavy metal toxicity, wounding by herbivores,infecting by pathogenic microorganisms, ultraviolet (UV) radiation and so on. Variousanthropogenic activities have accentuated the existing stress factors. One of the mostimportant aspects of global change is that of stratospheric ozone depletion caused by seriousanthropogenic pollution and the resulting increase in UV radiation reaching the surface of theEarth. Scientists have become concerned about the effects that considerable UV-B stress, evenat current levels. In order to survive and reproduce, plants have to be able to cope with lots of potentiallyharmful stress factors that are almost constantly present in their environment. Most plants’responses under stress are to neutralize the stress, repairing the damage or regrowing newtissue rather than to avoid it due to their sessile life style. The plant defense capacity dependson plant-specific modular growth patterns and genetic make-up that allows for flexibleresponses to changing environments. Plants usually encounter several stresses simultaneouslyunder field conditions, and the stresses may cause a variety of plant responses, which can beadditive, synergistic or antagonistic. Sea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.), a thorny nitrogen fixing deciduously perennialshrub, which is widely distributed throughout the temperate zones of Asia and Europe and thesubtropical zones of Asia at high altitudes. It has been widely used in forest restoration as thepioneer species in China. In this paper, we used sea buckthorn as a model, tried to get some understand of how plants fight low temperature, enhanced UV-B radiation level and thatcombination of drought. And also, want to know whether does there exist some populationspecific responses to such stressors. Sexual differences in cold acclimation and freezing tolerance development of two contrastingsea buckthorn (Hippophae rhamnoides L.) ecotypes from northern and southern regions inChina were recorded after exposure to short day photoperiod (SD) and low temperature (LT).The results demonstrated that cold acclimation could be triggered by exposing the plants toSD or LT alone, and that a combination of both treatments had an additive effect on freezingtolerance in all plants tested. However, development of freezing tolerance was dependent onthe sex of plants under SD and LT, the males were clearly more responsive to SD and LT thanthe females in both ecotypes studied. On the other hand, development of freezing tolerancewas also ecotype-dependent, the northern ecotype was more responsive to SD and LT than thesouthern ecotype, resulting in earlier cold acclimation under SD and higher freezing toleranceunder LT. Moreover, development of freezing tolerance induced by SD and LT wasaccompanied by changes in ABA levels. These alterations in ABA levels were different indifferent treatments, ecotypes and sexes. Therefore, the differences in SD and LT-inducedphysiological responses showed that the different ecotypes and the different sexes mightemploy different survival strategies under environmental stress. Two contrasting populations from the low and high altitudinal regions were employed toinvestigate the effects of drought, UV-B and their combination on sea buckthorn. Droughtsignificantly decreased total biomass, total leaf area, specific leaf area，leaf carbon (C),phophous (P), lignin content and the ratio of C: N in both populations, and increasedroot/shoot ratio, fine root/coarse root ratio and abscisic acid content (ABA), in bothpopulations. Drought but not UV-B resulted in significantly greater carbon isotopecomposition (δ13C) values in both populations. However, the high altitudinal population wasmore responsive to drought than the low altitudinal population. The drought-inducedenhancement of ABA in the high altitudinal population was significantly suppressed in thecombination of drought and elevated UV-B. Moreover, significant drought × UV-B interactionwas detected on total biomass in both populations, total leaf area and fine root/coarse root inthe low altitudinal population, specific leaf area, δ13C value and leaf lignin content in the high altitudinal population. These results demonstrated that there were different adaptive responsesbetween two contrasting populations, the high altitudinal population exhibited highertolerance to drought and UV-B than the low altitudinal population. A field experiment was conducted to investigate effects of UV-B exclusion/supplementationon two altitudinal populations of sea buckthorn. UV-B exclusion or supplementation had littleeffects on both populations investigated. For instance, the total biomass, plant height andsome physiological index such as Malondialdehyde (MDA), ABA and free proline were notchanged significantly. The UV-B effects are more significant than that of UV-A, nodifferences were found between treatments of excluded UV and excluded UV-B. However,compared with treatments of UV-B exclusion (including absent of UV-B and all UV band),the present of UV-B (including near ambient environment and enhanced UV-B) significantdecreased specific leaf area, and increased long time water use efficiency as evaluated by δ13Cvalue. UV-B had little effects on photosynthetic pigments and Photosystem II (PSII). The lowaltitude population is more sensitive to UV-B than that of the high altitude population.

溶藻菌群对铜绿微囊藻的溶藻效应及其作用机理研究

水华暴发是一个世界性的问题，近年来在发展中国家显得尤其严重。水华暴发给环境和公众健康带来巨大灾难，一些蓝藻产生的毒素可以造成鱼类、鸟禽和家畜的死亡，而臭名昭著的微囊藻产生的微囊藻毒素更是有强烈致癌效应。因此，寻找控制水华藻类的有效方法非常迫切。在利用物理和化学方法处理不甚理想的情况下，利用溶藻细菌控藻成为一个新的研究方向。溶藻细菌一般直接从富营养化水体中分离，杀藻活力对有害蓝藻具有较强的选择性而不危害其它生物，尤其适合在水华发生初期使用，可以在短时间内达到阻止藻类增殖的效果。本研究富集分离到一个高效溶解铜绿微囊藻的溶藻菌群，对其溶藻效应和溶藻机制进行了探索研究。 1溶藻菌群的富集筛选及其溶微囊藻效果 富集筛选得到一个有明显抑藻效果的菌群，它对铜绿微囊藻有显著溶藻效果。与对照组相比，加入富集的溶藻菌后，第4 d开始出现溶藻现象，6~8 d出现明显的溶藻效果，8 d后测得叶绿素去除率在85%以上。 2 溶藻菌群的作用范围及溶藻特性 富集分离到的溶藻菌群对铜绿微囊藻和念珠藻有显著溶藻作用，对水华微囊藻和其它几株受试微囊藻没有明显溶藻效应。该溶藻菌群不仅可以在液体中溶解铜绿微囊藻，生长在固体平板上的藻苔也有一定的溶藻效应，生成溶藻空斑。保证快速溶藻的最大稀释度可以达到1/100, 000。 3 环境因子对菌群溶藻效力的影响 试验发现，不同的pH、温度、和光照条件下，溶藻菌群溶藻效力明显不同，且不同种类的氮源对其溶藻作用也有一定影响。这些条件对该菌群溶藻作用的影响，在相当的程度上可能取决于它们对藻和细菌两者的生长状况的影响综合。 4 溶藻菌群的溶藻作用机理 溶藻菌液过滤除菌和煮沸灭菌处理后溶藻液，未见明显的溶藻效果，只有原液具有很好的溶藻效果。因此可初步确定，蓝藻细胞的溶解可能是由溶藻菌直接接触藻细胞产生的作用效果。显微镜观察发现，细菌在溶藻的过程中频繁地接触藻细胞并侵入藻细胞，破坏进而裂解杀死藻细胞。这也进一步说明了此溶藻菌是通过直接方式杀藻。 5 溶藻菌群的菌群结构解析 分离有溶藻效果的纯菌的多次尝试都没有成功。结合DGGE和16S rDNA文库综合分析发现：Rubritepida菌，假单胞菌和鞘氨醇单胞菌是存在于铜绿微囊藻中的三种伴生细菌。加入富集的溶藻菌群后，菌群结构发生明显的变化，Rubritepida菌、假单胞菌消失，混合菌群则包含未培养黄杆菌，鞘氨醇单胞菌和噬氢菌，其中黄杆菌是优势菌群，并且细菌种群结构的变化与藻细胞消亡之间有显著的相关性。通过菌种的分离鉴定与DGGE和16S rDNA文库的测序结果比较，一些未培养菌可能在溶藻过程中起重要调控作用。 6 溶藻细菌控藻应用基础 (1) 扩大规模的模拟水华实验进一步确定了细菌对微囊藻的强烈溶解作用。 (2) 铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa 905, zc)、微囊藻(Microcystis spp., zd)和溶藻菌群共培养试验表明，zc可以抑制zd生长，而溶藻菌群可以溶zc。 本研究是第一次报道混合菌群的溶藻效应。该溶藻菌群对带有藻际细菌的铜绿微囊藻具有高效的溶藻效力，表明它对自然界中存在的带菌铜绿微囊藻和其它一些蓝藻的生消具有一定的控制作用。对进一步研究菌藻关系与生态学作用，以及对富营养化湖泊和水库水体中蓝藻暴发的防控，该菌群具有一定的应用潜力。 Cyanobacterial blooms break out frequently all over the world, especially in developing countries. Blooms create enormous disasters to public health and to the environment. Some cyanobacterial blooms produce extremely toxic substances that have killed fish, domestic animals and birds. It has been well known that microcystins, a hepatoxin produced by Microcystis, can promote tumors in humans. So it is very important to find an effective method for controlling the growth of the bloom-forming algae. Measures for controlling such kind of algae include physical, chemic and biologic means, but the former two may damage the aquatic environment and require high-energy inputs. The alternative approach for the elimination of nuisance algae involves the application of algicidal bacteria. The algicidal bacteria, which are nontoxic to other organisms and most of which are isolated from the eutrophic lake in situ, may be potential microbial algaecides. In the initial stages of the water blooms, they are able to restrain the biomass or multiplication of the bloom-forming algae in a short time. In order to use algicidal bacteria to suppress blooms of M. aeruginosa, we isolated a bacterial culture capable of lysing the noxious cyanobacteria M. aeruginosa. In this paper we described some properties of the bacterial culture and its growth-inhibiting or algicidal effects on the growth of M. aeruginosa, and investigated its algicidal mechanisms. 1 Enrichment of a microbial culture that lyses Microcystis aeruginosa A mixed bacterial culture was isolated from a hypereutrophic pond and showed significant algicidal activity against the noxious Microcystis aeruginosa. Algae lysis would be seen obviously 4 days later when the algae culture was killed and became yellow contrast to no-addition controls, and chlorophyll a (chl-a) reduction went beyond 85% 8 days later. 2 The host range and some other algicidal feature of the mixed algicidal culture. Microcystis aeruginosa, Nostoc sp., were susceptible to the mixed algicidal culture, while the lytic effects of this mixed culture on Microcystis flos-aquae and some other tested Microcystis were feeble.The algicidal culture can not only lyse M. aeruginosa in liquid media, but aslo lyse M. aeruginosa lawns on soft agar plates and form plaques. The maximun dilution of the mixed culture required for rapid Microcystis lysis is 1/100, 000. 3 Influences of environmental factors such as pH, temperature, illumination, and the nitrogen source on the lytic activity of the mixed bacterial culture on Microcystis aeruginosa. In our investigations, it was shown that the lytic activity of the mixed bacterial culture on Microcystis aeruginosa was straightly correlated with pH, temperature, illumination, as well as the nitrogen source in the medium. The impacts of these environmental factors on the algicidal activity of the mixed bacterial culture, to a certain extent, may depend on both the algal and the bacterial growth rates under the tested environmental conditions. 4 The mechanisms of algal cell lysis by the algicidal bacteria Death was detected when the mixed bacterial culture was added to the algal culture, but not when only the culture filtrate or autoclaved bacterial culture was added. This indicates that the mixed bacterial culture did not release extracellular products inhibitory to Microcystis aeruginosa. In addition, under the microscope, we observed frequent contacts btween bacteria and algae cells, and some bacteria can even penetrate into target algal cells and destroyed them. These results may suggest that the bacterium kill the alga by direct contact. 5 Molecular Characterization of the algicidal bacterial culture Attempts for isolation of pure bacterium or bacteria from the enrichment culture responsible for Microcystis lysis have so far been failed. Based on PCR-DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) and 16S rDNA clone library analysis, Rubritepida sp., Pseudomonas sp. and Sphingomonas sp., as accompanying bacteria, were existed in M. aeruginosa. The bacterial community in M. aeruginosa showed significant change after adding the enrichment culture, where uncultured Flavorbacterium sp., Sphingomonas sp. and Hydrogenophaga sp. were observed, and the uncultured Flavorbacterium sp. became a dominant species. The obvious correlation can be seen between change of bacterial population and extinction of M. aeruginosa. Compared identification of pure bacterium with sequencing of DGGE bands and the clone distribution of the clone libraries, it was inferred that some uncultured bacteria were probably play an important role in controlling the growth and abundance of M. aeruginosa. This report is the first example of a mixed bacterial culture with the ability to lyse M. aeruginosa. 6 Further study for algae control by applications of algicidal bacteria (1) Algae lysis would be seen obviously 6 days later when the algae culture was killed and became yellow contrast to no-addition controls, and chlorophyll a (chl-a) was reducted to a low level 20 days later in the simulated water bloom experiments. (2) The growth of Microcystis sp. (zd) was restrained by Microcystis aeruginosa 905 (zc) when they were co-cultured together, and zc was lysed by the algicidal bacterial culture. This report is the first example of a mixed bacterial culture with the ability to lyse M. aeruginosa, and its algicidal activity remained high against non-axenic tested M. aeruginosa, suggesting that bacteria in the natural environment could play a role in controlling the growth and abundance of M. aeruginosa and other cyanobacteria. Such bacteria could also potentially be used as agents to prevent the mass development of cyanobacteria in eutrophic lakes and reservoirs.

Regulation of autoinducer 2 production and luxS expression in a pathogenic Edwardsiella tarda strain

Edwardsiella tarda is a bacterial pathogen that can infect both humans and animals. TX1, an Ed. tarda strain isolated from diseased fish, was found to produce autoinducer 2 (Al-2)-like activity that was growth phase dependent and modulated by growth conditions. The gene coding for the Al-2 synthase was cloned from TX1 and designated luxS(Et). LuxS(Et) was able to complement the Al-2 mutant phenotype of Escherichia coli strain DH5 alpha. Expression Of luxS(Et) correlated with Al-2 activity and was increased by glucose and decreased by elevated temperature. The effect of glucose was shown to be mediated through the cAMP-CRP complex, which repressed luxS(Et) expression. Overexpression of luxS(Et) enhanced Al-2 activity in TX1, whereas disruption of luxS(Et) expression by antisense RNA interference (i) reduced the level of Al-2 activity, (ii) impaired bacterial growth under various conditions, (iii) weakened the expression of genes associated with the type III secretion system and biofilm formation, and (iv) attenuated bacterial virulence. Addition of exogenous Al-2 was able to complement the deficiencies in the expression of TTSS genes and biofilm production but failed to rescue the growth defects. Our results (i) demonstrated that the Al-2 activity in TX1 is controlled at least in part at the level of luxS(Et) expression, which in turn is regulated by growth conditions, and that the temporal expression of luxS(Et) is essential for optimal bacterial infection and survival; and (ii) suggested the existence in Ed. tarda of a LuxS/Al-2-mediated signal transduction pathway that regulates the production of virulence-associated elements.