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Microalgas são organismos unicelulares, eucariontes, fotossintetizantes e eficientes fixadores de gás carbônico que apresentam grande potencial para produção de ácidos graxos além de pigmentos, como os carotenóides e a clorofila, de interesse nas indústrias de alimentos, química, farmacêutica e de cosméticos. Dentre as microalgas, o microrganismo Ankistrodesmus braunii vem sendo citado como capaz de produzir grandes quantidades de lipídios, podendo corresponder a até 73% de sua massa seca, com produção de ácidos graxos insaturados, como o ácido linolênico. Esse microrganismo se destaca do ponto de vista industrial por poder ser conduzido em reatores e em meios de cultivo complexos. As fontes de nitrogênio, as concentrações empregadas destes nutrientes, bem como o tipo de processo de cultivo interferem na composição de biomassas fotossintetizantes. O uso de reatores tubulares tem sido estudado e tem se apresentado interessante por permitir a obtenção de altas concentrações celulares. Nesse sentido, este trabalho teve a finalidade de estudar o crescimento de Ankistrodesmus braunii em reator tubular com uso de diferentes quantidades de nitrato de sódio por processos descontínuo, descontínuo alimentado e semi-contínuo. Nos cultivos descontínuos, a máxima concentração celular (Xm) encontrada foi de 1588 ± 11 mg.L-1 com uso de 20 mM de NaNO3. O uso do processo descontínuo alimentado, o qual teve adição de 20 mM de NaNO3 feito num intervalo a cada 48 horas sendo iniciada a adição no primeiro dia, permitiu a obtenção de Xm = 2753 ± 7 mg.L-1; porém não foi possível eliminar a fase lag do cultivo, levando a uma produtividade em células (Px) de 351 ± 1 mg.L-1.dia-1. O processo semi-contínuo foi eficiente para eliminar a fase lag do cultivo, permitindo a obtenção de Xm = 2399 ± 5 mg.L-1 e um aumento de até 50% em Px, que chegou a valores de 525 ± 1 mg.L-1.dia-1 em cultivos com uso de 20 mM de NaNO3. Nesta condição os teores de proteínas e lipídios nas biomassas foram de 34,8 ± 0,2% e 38,6 ± 0,2%, respectivamente. Foi observado que, independentemente do tipo de processo empregado, há um decréscimo do valor do fator de conversão de nitrogênio em células (YX/N) com o aumento da adição de NaNO3. O maior valor de YX/N foi obtido no experimento com processo semi-contínuo e uso de 2 mM de NaNO3 no meio de cultivo, com valor médio de 29,1 ± 0,1 mg mg-1 ao final do segundo ciclo. Porém, nesta condição, o teor de proteínas da biomassa foi de 17,3 ± 0,4%. Já os maiores valores de YX/N encontrados nos processos descontínuo e descontínuo alimentado foram, respectivamente, de 22,5 ± 1,6 e 7,1 ± 0,1 mg mg-1. Os resultados obtidos neste trabalho evidenciam o potencial de Ankistrodesmus braunii como fonte de proteínas e lipídios para uso industrial.
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Haloferax mediterranei is a denitrifying halophilic archaeon able to reduce nitrate and nitrite under oxic and anoxic conditions. In the presence of oxygen, nitrate and nitrite are used as nitrogen sources for growth. Under oxygen scarcity,this haloarchaeon uses both ions as electron acceptors via a denitrification pathway. In the present work, the maximal nitriteconcentration tolerated by this organism was determined by studying the growth of H. mediterranei in minimal medium containing30, 40 and 50 mM nitrite as sole nitrogen source and under initial oxic conditions at 42 °C. The results showed theability of H. mediterranei to withstand nitrite concentrations up to 50 mM. At the beginning of the incubation, nitrate wasdetected in the medium, probably due to the spontaneous oxidation of nitrite under the initial oxic conditions. The completeremoval of nitrite and nitrate was accomplished in most of the tested conditions, except in culture medium containing 50 mMnitrite, suggesting that this concentration compromised the denitrification capacity of the cells. Nitrite and nitrate reductases activities were analyzed at different growth stages of H. mediterranei. In all cases, the activities of the respiratory enzymeswere higher than their assimilative counterparts; this was especially the case for NirK. The denitrifying and possibly detoxifyingrole of this enzyme might explain the high nitrite tolerance of H. mediterranei. This archaeon was also able to remove60 % of the nitrate and 75 % of the nitrite initially present in brine samples collected from a wastewater treatment facility.These results suggest that H. mediterranei, and probably other halophilic denitrifying Archaea, are suitable candidates for thebioremediation of brines with high nitrite and nitrate concentrations.
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To determine the effects of nitrogen source on rates of net N transfer between plants connected by a common mycorrhizal network, we measured transfer of N supplied as (NH4NO3)-N-15-N-14 or (NH4NO3)-N-14-N-15 in three Casuarina/Eucalyptus treatments interconnected by a Pisolithus sp. The treatments were nonnodulated nonmycorrhizal/nonmycorrhizal; nonnodulated mycorrhizal/mycorrhizal; and nodulated mycorrhizal/mycorrhizal. Mycorrhization was 67% in Eucalyptus and 36% in Casuarina. N-2 fixation supplied 38% of the N in Casuarina. Biomass, N and N-15 contents were lowest in nonmycorrhizal plants and greatest in plants in the nodulated/mycorrhizal treatment. Nitrogen transfer was enhanced by mycorrhization and by nodulation, and was greater when N was supplied as (NH4+)-N-15 than (NO3-)-N-15. Nitrogen transfer rates were lowest in the nonmycorrhizal treatment for either N-15 source, and greatest in the nodulated, mycorrhizal treatment. Transfer was greater to Casuarina than to Eucalyptus and where ammonium rather than nitrate was the N source. Irrespective of N-15 source and of whether Casuarina or Eucalyptus was the N sink, net N transfer was low and was similar in both nonnodulated treatments. However, when Casuarina was the N sink in the nodulated, mycorrhizal treatment, net N transfer was much greater with (NH4+)-N-15 than with (NO3-)-N-15. High N demand by Casuarina resulted in greater net N transfer from the less N-demanding Eucalyptus. Net transfer of N from a non-N-2-fixing to an N-2-fixing plant may reflect the very high N demand of N-2-fixing species.
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Chloropigments and their derivative pheopigments preserved in sediments can directly be linked to photosynthesis. Their carbon and nitrogen stable isotopic compositions have been shown to be a good recorder of recent and past surface ocean environmental conditions tracing the carbon and nitrogen sources and dominant assimilation processes of the phytoplanktonic community. In this study we report results from combined compound-specific radiocarbon and stable carbon and nitrogen isotope analysis to examine the time-scales of synthesis and fate of chlorophyll-a and its degradation products pheophytin-a, pyropheophytin-a, and 132,173-cyclopheophorbide-a-enol until burial in Black Sea core-top sediments. The pigments are mainly of marine phytoplanktonic origin as implied by their stable isotopic compositions. Pigment ?15N values indicate nitrate as the major uptake substrate but 15N-depletion towards the open marine setting indicates either contribution from N2-fixation or direct uptake of ammonium from deeper waters. Radiocarbon concentrations translate into minimum and maximum pigment ages of approximately 40 to 1200 years. This implies that protective mechanisms against decomposition such as association with minerals, storage in deltaic anoxic environments, or eutrophication-induced hypoxia and light limitation are much more efficient than previously thought. Moreover, seasonal variations of nutrient source, growth period, and habitat and their associated isotopic variability are likely at least as strong as long-term trends. Combined triple isotope analysis of sedimentary chlorophyll and its primary derivatives is a powerful tool to delineate biogeochemical and diagenetic processes in the surface water and sediments, and to assess their precise time-scales.
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Xilanases são enzimas que catalisam a hidrólise das xilanas e têm sido em grande parte, obtidas a partir de bolores e bactérias. No entanto poucos estudos têm sido relatados sobre a produção destas enzimas por leveduras. O presente trabalho teve como objetivo isolar leveduras de diferentes fontes vegetais visando à produção de xilanases, além de maximizar sua produção, estudar o uso de diferentes fontes de nitrogênio e cultivar as leveduras em meios contendo coprodutos agroindustriais. As amostras de alimentos e resíduos foram enriquecidas em caldo extrato de malte e levedura e isoladas em Ágar Nutriente Wallerstein, as leveduras isoladas foram, a seguir, avaliadas quanto à capacidade de degradar xilana presente no meio e produzir halos de hidrólise, os quais foram visualizados através do uso do corante vermelho congo. Os micro-organismos selecionados como potenciais produtores de xilanase foram crescidos em meio complexo líquido e as atividades enzimáticas de endoxilanase, β-xilosidase, carboximetilcelulase, celulase total, pH e concentração de biomassa foram avaliadas ao longo de 96 h de cultivo. Dentre as leveduras isoladas, sete foram selecionadas, e a 18Y foi a que apresentou a maior atividade de endo- xilanase (2,7 U.mL-1 ), sendo esta isolada de chicória e identificada como Cryptococcus laurentii. Esta estirpe apresentou capacidade de produzir xilanase com baixos níveis de celulase, sendo assim selecionada neste trabalho. A maximização de endo-xilanase foi avaliada fazendo uso de planejamento experimental onde primeiramente foi realizado um planejamento fracionário 2 6-2 para verificar os efeitos do pH inicial e as concentrações de xilana, peptona, (NH4)2SO4, extrato de levedura e KH2PO4 sobre a atividade enzimática. Após selecionar as variáveis xilana, peptona, pH e extrato de levedura foi realizado um delineamento composto central rotacional (24 ) onde todos os cultivos foram mantidos a 30°C, 150 rpm durante 96 h sendo retiradas alíquotas para determinação das atividades, pH e biomassa. A produção máxima foi de 6,9 U.mL-1 usando 10,0 g.L-1 de extrato de levedura, 10,0 g.L-1 de peptona, 10,0 g.L-1 de xilana, 1,0 g.L-1 de (NH4)2SO4 em pH 6,5 o que permitiu um incremento de mais de 250% sobre a atividade. Posteriormente foram realizados ensaios avaliando diferentes fontes e concentrações de nitrogênio orgânico e inorgânico. A presença de NH4NO3 e (NH₄)₂SO₄ usados na concentração de 3% proporcionaram as maiores atividades de endo-xilanase (6,2 e 6,0 U.mL-1 respectivamente). O sulfato de amônio foi selecionado e fixado em 1 g.L-1 e logo após um planejamento completo 22 foi realizado onde as variáveis xilana e extrato de levedura foram estudadas e as demais fixadas. As condições ótimas estabelecidas para a produção da enzima foram: concentração de xilana de 18,6 g.L-1 , concentração de extrato de levedura de 10 g.L-1 atingindo 14 U.mL-1 . Após a maximização enzimática estudou-se o crescimento de Pichia pastoris NRRL Y-1603 e Cryptococcus laurentti em cinco substratos agroindustriais visando a possibilidade estes substratos substituírem a xilana em cultivos para a produção de endo-xilanase. Os ensaios foram realizados utilizando os subtratos pré-tratados com NaOH 4% e não tratados. Para inserção dos mesmos aos meios de cultivo, estes foram moídos e adicionados na concentração de 2%. O pré-tratamento para todos as fontes de hemicelulose foi eficiente e promoveu aumento nas atividades produzidas. Cryptococcus laurentti apresentou maior atividade enzimática (8,7 U.mL-1 ) em farelo de arroz desengordurado e pré- tratado enquanto que a levedura Pichia pastoris NRRL Y-1603 apresentou sua melhor condição para produção de endo-xilanase quando cultivada em meio contendo casca de aveia e o farelo de arroz pré-tratados, alcançando atividades máximas de 7,6 e 7,5 U.mL-1 .
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Background Biofloc technology (BFT), a rearing method with little or no water exchange, is gaining popularity in aquaculture. In the water column, such systems develop conglomerates of microbes, algae and protozoa, together with detritus and dead organic particles. The intensive microbial community presents in these systems can be used as a pond water quality treatment system, and the microbial protein can serve as a feed additive. The current problem with BFT is the difficulty of controlling its bacterial community composition for both optimal water quality and optimal shrimp health. The main objective of the present study was to investigate microbial diversity of samples obtained from different culture environments (Biofloc technology and clear seawater) as well as from the intestines of shrimp reared in both environments through high-throughput sequencing technology. Results Analyses of the bacterial community identified in water from BFT and “clear seawater” (CW) systems (control) containing the shrimp Litopenaeus stylirostris revealed large differences in the frequency distribution of operational taxonomic units (OTUs). Four out of the five most dominant bacterial communities were different in both culture methods. Bacteria found in great abundance in BFT have two principal characteristics: the need for an organic substrate or nitrogen sources to grow and the capacity to attach to surfaces and co-aggregate. A correlation was found between bacteria groups and physicochemical and biological parameters measured in rearing tanks. Moreover, rearing-water bacterial communities influenced the microbiota of shrimp. Indeed, the biofloc environment modified the shrimp intestine microbiota, as the low level (27 %) of similarity between intestinal bacterial communities from the two treatments. Conclusion This study provides the first information describing the complex biofloc microbial community, which can help to understand the environment-microbiota-host relationship in this rearing system.
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Beans fromcowpea cultivars fertilized with mineral N or inoculated with various rhizobium strainsmay contain different nitrogen concentrations and nitrogen metabolite composition, which affects the beans? defense mechanisms against pests. In this study, the population growth of Callosobruchus maculatus reared on beans from four cowpea cultivars fertilized with different nitrogen sources was evaluated. The factors tested were beans from four cowpea cultivars and seven different nitrogen sources: mineral N fertilization, inoculation with five strains of symbiotic diazotrophic bacteria, and soil nitrogen (absolute control).
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The distribution of dissolved organic nitrogen (DON) and nitrate were determined seasonally (winter, spring and summer) during three years along line P, i.e. an E-W transect from the coast of British Columbia, Canada, to Station P (50degreesN, 145degreesW) in the subarctic North East Pacific Ocean. In conjunction, DON measurements were made in the Straits of Juan de Fuca and Georgia within an estuarine system connected to the NE Pacific Ocean. The distribution of DON at the surface showed higher values of 4-17 muM in the Straits relative to values of 4-10 muM encountered along line P, respectively. Along line P, the concentration of DON showed an inshore-offshore gradient at the surface with higher values near the coast. The equation for the conservation of DON showed that horizontal transport of DON (inshore-offshore) was much larger than vertical physical mixing. Horizontal advection of DON-rich waters from the coastal estuarine system to the NE Pacific Ocean was likely the cause of the inshore-offshore gradient in the concentration of DON. Although the concentration of DON was very variable in space and time, it increased from winter to summer, with an average build up of 4.3 muM in the Straits and 0.7 muM in the NE subarctic Pacific. This implied seasonal DON sources of 0.3 mmol N m(-2) d(-1) at Station P and 1.5 mmol N m(-2) d(-1) in the Straits, respectively. These seasonal DON accumulation rates corresponded to about 15-20% of the seasonal nitrate uptake and suggested that there was a small seasonal build up of labile DON at the surface. However, the long residence times of 180-1560 d indicated that the most of the DON pool in surface waters was refractory in two very different productivity regimes of the NE Pacific. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.
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The effects of applying nitrogen (30 or 40 kg N/ha) to wheat crops at and after anthesis, after 200 kg N/ha had already been applied to the soil during stem extension, were studied in field experiments comprising complete factorial combinations of different cultivars, fungicide applications and nitrogen treatments. Actual recoveries of late-season fertilizer nitrogen (LSFN), as indicated by N-15 studies, interacted with cultivar and fungicide treatment, and depended on nitrogen source (Urea applied as a solution to the foliage, or as ammonium nitrate applied to the soil) and year. These interactions, however, were not reflected in apparent fertilizer recoveries ((N in grain with LSFN - N in grain without LSFN)/N applied as LSFN), or in the crude protein concentration. Apparent fertilizer recovery was always lower than actual recoveries, and declined during grain filling. Fertilizer treatments with higher actual fertilizer recoveries were associated with lower net renlobilisation of non-LSFN (net remobilised N = N in above ground crop at anthesis - N in non-grain, above ground crop at harvest). LSFN also increased mineral nitrogen in the soil at harvest even when applied as a solution to the foliage. These effects are discussed in relation to potential grain N demand. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.
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Altas produtividades de trigo requerem um bom manejo da adubação nitrogenada. O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos de diferentes doses de nitrogênio na semeadura usando o Entec (fonte de N com inibidor de nitrificação), ou em cobertura, utilizando a ureia, em quatro cultivares de trigo. O experimento foi desenvolvido em área experimental pertencente à Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira - UNESP, em um Latossolo Vermelho distrófico epieutrófico álico textura argilosa, o qual foi nativamente ocupado por vegetação de Cerrado. O delineamento estatístico foi o de blocos ao acaso, com quatro doses de N (0, 60, 120 e 180 kg ha-1) na semeadura, usando o Entec, ou em cobertura aos 40 dias (início do alongamento), empregando a ureia e os cultivares E 21, E 22, E 42 e IAC 370, em quatro repetições. Os cultivares de trigo mais produtivos foram o E 21 e o E 42. O cultivar E 22 apresentou maior altura de plantas e altas notas de acamamento, com consequente menor produtividade de grãos. Não houve diferença significativa entre o Entec (aplicado na semeadura) e a ureia (aplicada em cobertura) para produtividade de grãos e para nenhuma das outras avaliações, porém a ureia proporcionou maior teor de N foliar, e o Entec, maior número de espiguetas não desenvolvidas. O incremento das doses de N influenciou negativamente a massa hectolítrica, alterando assim a qualidade dos grãos de trigo. O N aumentou a produtividade de grãos de trigo até a dose de 82 kg ha-1 de N, usando Entec aplicado na semeadura ou ureia aplicada em cobertura.
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Includes bibliographies.
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"Contract no. 68-03-2450."