Microbial oil production from sugarcane bagasse hydrolysates by oleaginous yeast and filamentous fungi

This study investigated the potential use of sugarcane bagasse as a feedstock for oil production through microbial cultivation. Bagasse was subjected to dilute acid pretreatment with 0.4 wt% H2SO4 (in liquid) at a solid/liquid ratio of 1:6 (wt/wt) at 170 °C for 15 min, followed by enzymatic hydrolysis of solid residue. The liquid fractions of the pretreatment process and the enzymatic hydrolysis process were detoxified and used as liquid hydrolysate (SCBLH) and enzymatic hydrolysate (SCBEH) for the microbial oil production by oleaginous yeast (Rhodotorula mucilaginosa) and filamentous fungi (Aspergillus oryzae and Mucor plumbeus). The results showed that all strains were able to grow and produce oil from bagasse hydrolysates. The highest oil concentrations produced from bagasse hydrolysates were by M. plumbeus at 1.59 g/L (SCBLH) and 4.74 g/L (SCBEH). The microbial oils obtained have similar fatty acid compositions to vegetable oils, indicating that the oil can be used for the production of second generation biodiesel. On the basis of oil yields obtained by M. plumbeus, from 10 million t (wet weight) of bagasse generated annually from sugar mills in Australia, it is estimated that the total biodiesel that could be produced would be equivalent to about 9% of Queensland’s diesel consumption.

A Demonstration of the Role ofhetGenes in Heterokaryon Formation inNeurosporaunder Simulated Field Conditions

An experimental system was developed for assessing the role ofhetgenes in heterokaryon formation inNeurosporain nature. Burned sugar cane segments planted in soil were infected using a mixture of mutant ascospores of two genotypes.Neurosporaramified in the cane and erupted as distinct pustules of conidia. When ascospores carried identicalhetalleles, the (macro) conidial pustules which formed were heterokaryotic. On the other hand, when ascospores carried dissimilarhetalleles, the pustules were homokaryotic. These results showed that stable heterokaryons between compatible strains can form in nature. When two strains are growing together on a natural substrate, heterozygosity athetloci serves to maintain their individuality.

Effect of pretreatment on the formation of 5-chloromethyl furfural derived from sugarcane bagasse

Chloromethylfurfural (CMF), a valuable intermediate for the production of chemicals and fuel, can be derived in high yields from the cellulose component of biomass. This study examined the effect of sugar cane bagasse components and biomass architecture on CMF/bio-oil yield using a HCl/dichloroethane biphasic system. The type of pretreatment affected bio-oil yield, as the CMF yield increased with increasing glucan content. CMF yield reached 81.9% with bagasse pretreated by acidified aqueous ionic liquid, which had a glucan content of 81.6%. The lignin content of the biomass was found to significantly reduce CMF yield, which was only 62.3% with acid-catalysed steam exploded sample having a lignin content of 29.6%. The change of CMF yield may be associated with fibre surface changes as a result of pretreatment. The hemicellulose content also impacted negatively on CMF yield. Storage of the bio-oil in chlorinated solvents prevented CMF degradation.

Generation and analysis of drought stressed subtracted expressed sequence tags from safflower (Carthamus tinctorius L.)

Drought is the most crucial environmental factor that limits productivity of many crop plants. Exploring novel genes and gene combinations is of primary importance in plant drought tolerance research. Stress tolerant genotypes/species are known to express novel stress responsive genes with unique functional significance. Hence, identification and characterization of stress responsive genes from these tolerant species might be a reliable option to engineer the drought tolerance. Safflower has been found to be a relatively drought tolerant crop and thus, it has been the choice of study to characterize the genes expressed under drought stress. In the present study, we have evaluated differential drought tolerance of two cultivars of safflower namely, A1 and Nira using selective physiological marker traits and we have identified cultivar A1 as relatively drought tolerant. To identify the drought responsive genes, we have constructed a stress subtracted cDNA library from cultivar A1 following subtractive hybridization. Analysis of similar to 1,300 cDNA clones resulted in the identification of 667 unique drought responsive ESTs. Protein homology search revealed that 521 (78 %) out of 667 ESTs showed significant similarity to known sequences in the database and majority of them previously identified as drought stress-related genes and were found to be involved in a variety of cellular functions ranging from stress perception to cellular protection. Remaining 146 (22 %) ESTs were not homologous to known sequences in the database and therefore, they were considered to be unique and novel drought responsive genes of safflower. Since safflower is a stress-adapted oil-seed crop this observation has great relevance. In addition, to validate the differential expression of the identified genes, expression profiles of selected clones were analyzed using dot blot (reverse northern), and northern blot analysis. We showed that these clones were differentially expressed under different abiotic stress conditions. The implications of the analyzed genes in abiotic stress tolerance are discussed in our study.

Phospholipid Mediated Activation of Calcium Dependent Protein Kinase 1 (CaCDPK1) from Chickpea: A New Paradigm of Regulation

Phospholipids, the major structural components of membranes, can also have functions in regulating signaling pathways in plants under biotic and abiotic stress. The effects of adding phospholipids on the activity of stress-induced calcium dependent protein kinase (CaCDPK1) from chickpea are reported here. Both autophosphorylation as well as phosphorylation of the added substrate were enhanced specifically by phosphatidylcholine and to a lesser extent by phosphatidic acid, but not by phosphatidylethanolamine. Diacylgylerol, the neutral lipid known to activate mammalian PKC, stimulated CaCDPK1 but at higher concentrations. Increase in V-max of the enzyme activity by these phospholipids significantly decreased the K-m indicating that phospholipids enhance the affinity towards its substrate. In the absence of calcium, addition of phospholipids had no effect on the negligible activity of the enzyme. Intrinsic fluorescence intensity of the CaCDPK1 protein was quenched on adding PA and PC. Higher binding affinity was found with PC (K-1/2 = 114 nM) compared to PA (K-1/2 = 335 nM). We also found that the concentration of PA increased in chickpea plants under salt stress. The stimulation by PA and PC suggests regulation of CaCDPK1 by these phospholipids during stress response.

A (re)valorização do patrimônio e as transformações da paisagem: o exemplo do Estado do Rio de Janeiro

Este trabalho apresenta as principais perspectivas estabelecidas a partir da utilização do patrimônio herdado da atividade canavieira no desenvolvimento da atividade turística, na região norte do estado do Rio de Janeiro. Para isso, discutiremos os principais conceitos que permitem entender como áreas consideradas rurais ou marcadas por uma história vinculada a alguma atividade agrícola passam por um processo de transformação e são inseridas em uma nova fase. Essas transformações são percebidas nos espaços chamados de rurais e aparecem hoje com uma nova perspectiva de utilização, antes eram destinados exclusivamente às atividades agrícolas. Outro aspecto verificado é que paisagens singulares acabam se constituindo em patrimônios culturais, na medida em que se tornam representações sociais. A paisagem então acaba sendo relacionada à memória e à identidade local. Nos municípios estudados ela é marcada pelas tradicionais plantações de cana-de-açúcar, que ao longo de mais de um século influenciou a vida e o cotidiano daquela porção do espaço fluminense, permitindo uma arquitetura e uma paisagem peculiar. Desta forma, nosso objetivo é entender como a paisagem é utilizada no desenvolvimento da atividade turística como recurso a ser explorado, além de tentarmos visualizar os principais agentes que promovem as iniciativas de (re)valorização patrimonial e como o espaço é modificado com tal atividade.

Estudo de espécie nativa da restinga para plantio em telhados de construção de interesse social.

O alto crescimento populacional tem desencadeado uma elevada ocupação das áreas urbanas com a expansão de edificações e estradas causando alterações no meio ambiente com a consequente minimização das áreas verdes e da infiltração de água no solo. Estes fenômenos acarretam problemas como enxurradas, inundações, aumento da temperatura local e diminuição da biodiversidade com inúmeros efeitos adversos, tanto econômicos quanto ambientais e sociais. Uma das alternativas para minimizar estes problemas é a construção de telhados verdes, que tem como uma das principais funções retardar o escoamento devido ao aumento da infiltração e retenção da água das chuvas atenuando o efeito avassalador das enchentes e das zonas de calor, principalmente em climas muito quentes, além de colaborar para recuperação de ecossistemas, através do replantio de mudas. Este projeto faz parte de um conjunto de ações integradas de cidadania e inclusão social na região hidrográfica da baixada de Jacarepaguá, especificamente envolvendo a Comunidade da Vila Cascatinha, em Vargem Grande, a fim de gerar subsídios para políticas públicas em áreas de assentamentos informais, integrado ao projeto HIDROCIDADES (CNPq, FAPERJ, FINEP), que visa a conservação da água em meios urbanos e periurbanos associado à cidadania, inclusão social e melhoria da qualidade de vida nas grandes cidades. Este trabalho utiliza uma tecnologia adaptada dos telhados verdes para edificação popular (telhado de fibrocimento) muito comum no Brasil, com o objetivo de verificar uma espécie com potencial de geração de renda (visando o social) de ecossistema regionais como restinga, em edificação; analisar o crescimento e biomassa da espécie de restinga cultivada em telhados; e avaliar qualidades das mídias em função do plantio em análise de armazenamento (retenção) de água no solo. A partir da metodologia empregada na implantação dos telhados verdes em habitações populares, os resultados obtidos são desenvolvimento da espécie Ipomoea pes caprae Brasiliensis, em três tipos de mídias de crescimento e também eficiência dessas mídias no escoamento superficial. Observou-se retenção de 69,24L de água para o bagaço de cana de açúcar e 64,7L para a fibra de coco. E foi observado também um retardo da ocorrência do pico de até 14 minutos no telhado vegetado em relação ao telhado controle (convencional).

Análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas no Brasil: uma abordagem metodológica.

Atualmente, o Brasil se apresenta como um grande produtor agrícola mundial com finalidade alimentícia e bioenergética. Ano a ano recordes de produção são batidos pelo setor agropecuário. Por outro lado, tem-se uma perspectiva de problemas alimentícios e energéticos no mundo, em especial no continente africano onde muitos vivem na miséria e na fome. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta para a análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas empregando os conceitos e instrumentos da Geomática em busca do desenvolvimento sustentável. Desenvolveu-se uma metodologia para a geração de indicadores da produção agrícola em diferentes níveis da estrutura territorial brasileira que permite a apresentação sintética, por meio de cartogramas e animações digitais, das dinâmicas espacial e espaço-temporal das principais culturas. Para isto foi criada uma base de dados da produção das principais culturas, desenvolvidos indicadores que representem a dinâmica espacial da produção agrícola e desenvolvidas ferramentas de apresentação destes indicadores através da dinâmica espaço-temporal. Finalmente, foram relacionadas as áreas voltadas à produção de alimentos e de expansão agrícola para a bioenergia (etanol e óleo de palma). Pretende-se, através deste trabalho, contribuir na tomada de decisão com ferramentas de visualização da realidade agropecuária brasileira. O trabalho estabelece ligações com os zoneamentos agroecológicos, os instrumentos de segurança alimentar e a pegada ecológica, com a apresentação da produção agrícola das culturas como cana-de-açúcar, milho, soja, palma de óleo e algodão.

O ofício de escritor e as figurações do outro: engajamento e representações sociais em José Lins do Rego

A efervescência cultural e política dos anos 20 contribuiu para o surgimento do romance nordestino de 30. Nesse momento, o engajamento do intelectual era uma necessidade e as produções artísticas foram mediadas por influências políticas de esquerda ou de direita. Com isso, as obras literárias ganharam um tom de denúncia, expondo nossos problemas sociais. O intelectual brasileiro se viu entre dúvidas e tensões e destacamos, na primeira parte desse trabalho, as posturas dos seguintes escritores: José Américo de Almeida (1887-1980), Rachel de Queiroz (1910-2003), Jorge Amado (1912-2001), José Lins do Rego (1901-1957) e Graciliano Ramos (1892-1953). Na segunda parte, tomamos as obras do escritor paraibano, José Lins do Rego, para analisar o posicionamento desse intelectual frente as questões de sua época. Com base nas discussões que o escritor põe em relevo em seus romances, identificamos a abordagem da relação entre intelectual e operário, os limites da figuração do outro o negro e a mulher pobre , a continuidade e a ampliação da escravidão no século XX. Cotejando as respostas de José Lins com as dos demais romancistas nordestinos de 30, verificamos como se estabeleceu o diálogo entre esses escritores e quais são os limites de seus posicionamentos

Análise do mercado sucroalcooleiro e das elasticidades preço e renda da demanda por etanol hidratado

Este trabalho tem como objetivo estudar o mercado de etanol combustível e estimar as elasticidades preço e renda da demanda de etanol hidratado, no Brasil, no período de janeiro de 2003 a setembro de 2012. O método econométrico utilizado para analisar os dados e obter os resultados referentes à estimativa dos parâmetros das equações de demanda foi a metodologia de Johansen. Baseado na teoria da demanda incluiu-se, num primeiro momento, como variáveis explicativas: o preço do bem, o preço do bem substituto e a renda, num segundo momento incluiu-se também a frota de veículos, estimando assim o modelo VAR/VEC. Os resultados encontrados foram significativos e estão de acordo com a teoria econômica, nos levando a concluir que a demanda por etanol é bem elástica ao preço do etanol e ao preço da gasolina. Antes de desenvolvermos o modelo, analisamos o mercado de cana-de-açúcar, de etanol e da commodity concorrente ao etanol, o açúcar. Destacando a preocupação com o meio ambiente e a importância do etanol como energia renovável.

O campo na luta por seus direitos: uma análise sobre a relação entre os trabalhadores rurais campistas e os direitos trabalhistas no Rio de Janeiro durante o período democrático(1945-1964)

A presente dissertação propõe um diálogo entre a história social dos movimentos rurais e a história social do Direito e para tanto investigamos a trajetória dos trabalhadores rurais da lavoura canavieira de Campos dos Goytacazes e as lutas empreendidas por estes, em meios institucionais ou não, pelos seus direitos trabalhistas entre os anos de 1945 à 1964. A trajetória da organização sindical dos trabalhadores rurais de Campos dos Goytacazes, o processo de proletarização vivenciado pelos canavieiros campistas a partir dos anos 1940 e a mobilização destes em greves e paralisações foram analisados no sentindo de resgatar a formação de uma identidade política entre a classe trabalhadora rural campista no decorrer do período democrático. Paralelamente, a análise dos dissídios individuais e coletivos promovidos pelo proletariado rural de Campos dos Goytacazes nos acórdãos julgados pelo Tribunal Regional do Trabalho da 1Região teve como objetivo evidenciar a existência de uma cultura jurídica entre os canavieiros campistas e seus representantes legais que permitia a estes elaborarem apropriações da legislação trabalhista tornando legítimos direitos sociais que aparentemente eram lhe negados, bem como observar os limites de demandas como justiça e igualdade numa sociedade classista.

Shallow-water benthic habitats of southwest Puerto Rico

This report describes the creation and assessment of benthic habitat maps for shallow-water (<30m) marine environments of the Guánica/Parguera and Finca Belvedere Natural Reserve in southwest Puerto Rico. The objective was to provide spatially-explicit information on the habitat types, biological cover and live coral cover of the region’s coral reef ecosystem. These fine-scale habitat maps, generated by interpretation of 2010 satellite imagery, provide an update to NOAA’s previous digital maps of the U.S. Caribbean (Kendall et al., 2001) for these areas. Updated shallow-water benthic habitat maps for the Guánica/Parguera region are timely in light of ongoing restoration efforts in the Guánica Bay watershed. The bay is served directly by one river, the Rio Loco, which flows intermittently and more frequently during the rainy season. The watershed has gone through a series of manipulations and alterations in past decades, mainly associated with agricultural practices, including irrigation systems, in the upper watershed. The Guánica Lagoon, previously situated to the north of the bay, was historically the largest freshwater lagoon in Puerto Rico and served as a natural filter and sediment sink prior to the discharge of the Rio Loco into the Bay. Following alterations by the Southwest Water Project in the 1950s, the Lagoon’s adjacent wetland system was ditched and drained; no longer filtering and trapping sediment from the Rio Loco. Land use in the Guánica Bay/Rio Loco watershed has also gone through several changes (CWP, 2008). Similar to much of Puerto Rico, the area was largely deforested for sugar cane cultivation in the 1800s, although reforestation of some areas occurred following the cessation of sugar cane production (Warne et al., 2005). The northern area of the watershed is generally mountainous and is characterized by a mix of forested and agricultural lands, particularly coffee plantations. Closer to the coast, the Lajas Valley Agricultural Reserve extends north of Guánica Bay to the southwest corner of the island. The land use practices and watershed changes outlined above have resulted in large amounts of sediment being distributed in the Rio Loco river valley (CWP, 2008). Storm events and seasonal flooding also transport large amounts of sediment to the coastal waters. The threats of upstream watershed practices to coral reefs and the nearshore marine environment have been gaining recognition. Guánica Bay, and the adjacent marine waters, has been identified as a “management priority area” by NOAA’s Coral Reef Conservation Program (CRCP, 2012). In a recent Guánica Bay watershed management plan, several critical issues were outlined in regards to land-based sources of pollution (LBSP; CWP, 2008). These include: upland erosion from coffee agriculture, filling of reservoirs with sediment, in-stream channel erosion, loss of historical Guánica lagoon, legacy contaminants and sewage treatment (CWP, 2008). The plan recommended several management actions that could be taken to reduce impacts of LBSP, which form the basis of Guánica watershed restoration efforts.

水稻G蛋白偶联受体OSGPCR1功能的研究

水稻是世界上最重要的粮食作物，也是单子叶植物的模式植物，它为全球近一半的人口提供食物，但是低温、高盐、干旱等非生物胁迫，每年都会在全世界范围内造成水稻大面积减产。G蛋白介导的信号途径是传递胞外信号比较保守的作用机制之一。动物细胞对于G蛋白及其受体(GPCRs)的研究已经取得了很大的进展。而植物细胞中对它们的研究刚刚起步。本文从越冬稻低温响应芯片上筛选到一个膜蛋白，它编码一个推测的G蛋白偶联受体(G protein-coupledreceptor, GPCR)，据此我们将其命名为OsGPCR1，并对其进行深入研究。 OsGPCR1的cDNA全长为1407bp，编码468个氨基酸，在蛋白水平上的同源性比较结果显示，该基因与动物中研究的比较多的异源三聚体G蛋白偶联受体(G Protein- Coupled Receptor)同源性达到44%。经过跨膜结构域预测表明OsGPCR1具有9TMs结构，以GFP为标签的亚细胞定位表明OsGPCR1定位在膜上。GTP酶活性测定试验表明，OsGPCR1蛋白能够激活水稻RGA的GTP酶活性，此外，以泛素裂解体系为基础的酵母双杂交实验表明，OsGPCR1能够与RGA相互作用。说明OsGPCR1编码的蛋白是水稻中的一个G蛋白偶联受体。 OsGPCR1的表达受低温、干旱、高盐的诱导，但不受ABA，GA，ACC，IAA的诱导。在『F常生长条件下，OsGPCR1在水稻各器官中均有表达，但强弱有所不同。 在拟南芥和水稻中超表达OsGPCR1都能显著增强转基因植物对干旱、高盐、低温的耐受性。而在水稻中抑制OsGPCR1的表达，转基因水稻呈现出干旱、高盐、低温的敏感性。对转基因拟南芥下游基因的分析表明，超表达OsGPCR1能够在非胁迫条件下激活CBF途径中相关基因的表达。结合OsGPCR1不受ABA诱导的表达模式，我们推测OsGPCR1可能是通过不依赖于ABA这条途径而传递信号的。借助超表达和转反义水稻材料，利用水稻全基因组芯片研究OsGPCR1靶基因的结果表明，不论OsGPCR1基因表达量的降低或上升，都导致大约30%的与转运相关的基因的表达量发生改变。这暗示OsGPCR1可能通过囊泡运输传递胞外信号。此外FM4-64对超表达和转反义水稻幼根细胞染色标记后，OsGPCR1反义抑制水稻细胞内囊泡在细胞两端呈聚集状，即形成“BFA区间”，而超表达OsGPCRI水稻细胞内囊泡呈密集状。这些结果都表明OsGPCR1可能通过调控囊泡运输而将胞外胁迫信号传递进胞内。

水稻OsMYB3R-2 基因对逆境响应的功能研究

低温威胁水稻的生产，其中苗期和生殖阶段对寒害是最敏感的时期。在苗期，阶段性冷害使水稻幼苗生长延迟，甚至造成烂秧现象；在生殖阶段，无法预测的突然降温会导致水稻花粉不育，并致使水稻大幅减产。因此，对水稻逆境胁迫调控的分子机制的深入研究在理论和实践上具有重要的意义。本研究从东乡野生稻、栽培稻及其杂交后代的低温芯片中筛选对低温响应基因的分析着手，对其中一个受低温诱导上调的基因OsMYB3R-2 作进一步研究。生物信息学的分析表明OsMYB3R-2 编码一个R1R2R3 MYB 蛋白，利用基因枪瞬时转化法、酵母GAL4 系统和电泳迁移率变动分析发现OsMYB3R-2 蛋白能够定位在细胞核中、具有转录激活和DNA 结合特性，表现为MYB 转录因子的典型特征。 超表达OsMYB3R-2 的转基因水稻呈现幼苗的矮化和生长相对滞后的表型，对低温胁迫具有耐受性。盐抑制水稻种子的萌发，与野生型和反义的株系相比，OsMYB3R-2 超表达株系的萌发对盐敏感，表现为萌发过程及萌发之后幼苗的生长更加滞后。而OsMYB3R-2 转基因株系对干旱处理敏感。为了进一步寻找OsMYB3R-2 蛋白的靶序列及其调控的靶基因，我们利用电泳迁移率变动分析发现OsMYB3R-2 能够与有丝分裂特异的激活子（mitosis-specific activator）元件特异结合。在低温条件下，OsMYB3R-2 超表达能够激活水稻G2/M 期特异基因的表达，主要包括OsCycB1;1、OsCycB2;1、OsCycB2;2 和OsCDC20.1 等。另一方面，OsMYB3R-2 超表达能够增加根尖细胞的有丝分裂指数，这进一步说明OsMYB3R-2 参与了水稻细胞周期调控。EMSA、RT-PCR 和流式细胞仪分析的结果表明OsMYB3R-2 通过激活其靶基因OsCycB1;1 的表达参与水稻对低温胁迫的调控，该过程由细胞周期介导。 为了研究OsMYB3R-2 与水稻DREB/CBF 途径的关系，我们分析了转基因水稻中DREB/CBF 类基因及其可能调控的下游基因与OsMYB3R-2 的关系，RT-PCR 的结果表明超表达转基因植物中DREB 表达未见明显变化，而其下游基因OsCPT1 在低温条件下被激活表达。同时，转基因植物在低温条件下脯氨酸水平显著提高。这说明OsMYB3R-2 可能在水稻DREB/CBF 途径的下游参与调控。 总之，OsMYB3R-2 基因的超表达赋予转基因水稻在苗期对低温胁迫具有耐受性，并呈现矮化和生长滞后的表型。OsMYB3R-2 蛋白行使R1R2R3 MYB 转录因子的功能，在体外能够结合OsCycB1;1 和OsKNOLLE2 基因启动子中有丝分裂特异的激活子元件，在低温条件下激活了G2/M 期特异基因的表达，这些基因包括OsCycB1;1、OsCycB2;1、OsCycB2;2 和OsCDC20.1。低温条件下，在OsMYB3R-2 转基因超表达株系中OsCPT1 基因的转录被激活，细胞的游离脯氨酸的含量也显著增高。这些结果都表明OsMYB3R-2 基因在水稻的冷胁迫信号途径中起重要的作用，该过程受细胞周期及DREB/CBF 途径介导。 我们的实验结果暗示水稻对低温的耐受是通过分生组织细胞周期调控完成的，这个过程由OsMYB3R-2 等关键基因控制。

Uso agrícola de composto de lixo: estudo da transferência de metal pesado no sistema solo-cana-de-açúcar.

Este estudo buscou avaliar uma solução agronômica para a destinação do lixo urbano com a utilização de sua compostagem na adubação da cana-de-açúcar. A utilização de composto de lixo (CL) altera a dinâmica de matéria orgânica do solo, tendo um impacto sobre seus processos físicos, químicos, mineralógicos e biológicos, podendo ser benéfica, pois constitui uma importante fonte de nutrientes, mas pode também causar problemas, em médio e longo ´prazos por conter metais pesados, que podem contaminar os solos e até entrar na cadeia alimentar.