Efectes del fotoperíode sobre la qualitat espermàtica de mascles porcins Sus domesticus

En el presente estudio se analizan los efectos de los fotoperiodos ambientales de otoño e invierno y los fotoperiodos experimentales de 24, 12 y 0 horas de luz artificial sobre la calidad del semen de machos reproductores porcinos de raza Landrace. El estudio se realizó sobre 30 machos postpuberales de 8 meses de edad y testados con el fin de comprobar la homogeneidad. Los machos fueron distribuidos aleatóriamente en los 3 grupos de luz artificial durante 3 meses. El tratamiento de 12 horas de luz artificial fue considerado como grupo control. Previamente al inicio de cada tratamiento, se sometió a cada grupo de machos al fotoperiodo ambiental correspondiente a la época del año; así, se caracterizó también la calidad seminal en otoño e invierno, manteniendo la temperatura constante. La nave experimental que acogió a los machos tiene una superficie de 100 m2 y una altura de 3,5 m. Un pasillo central divide la nave en dos hileras de 5 y 6 celdas respectivamente. En una de las celdas pequeñas se instaló el maniquí y fue utilizada para las extracciones de semen. La iluminación artificial se consiguió con la instalación de 6 lámparas fluorescentes en el techo del pasillo central que proporcionaron una luz homogénea superior a 200 lux. Así mismo, la nave se mantuvo en todo momento a 21±1ºC y la humedad relativa osciló entre el 60-75%. A todos los verracos se les proporcionó una dieta nutritiva y equilibrada y se les sometió a un regimen de extracciones de semen de 2 veces por semana, habiendo sido previamente entrenados en la monta del maniquí. Les muestras de semen fueron recogidas según la técnica de la mano enguantada (Martín, 1982; Daza, 1992) y se analizaron los siguientes parámetros: el volumen y el pH seminales, la concentración, la vitalidad y la motilidad espermáticas, la resistencia acrosómica de los espermatozoides, la morfología espermàtica a partir de la frecuencia de los espermatozoides maduros, inmaduros y aberrantes, la producción testicular y el número de dosis seminales. Se analizó, además, bioquímicamente el plasma seminal al principio y al final de cada tratamiento experimental de luz artificial a partir de la concentración de proteína total, de la identificación de residuos fosforilados de proteína y del contenido de azúcares. También se determinaron los índices de fertilidad y prolificidad. El volumen y el pH de los eyaculados se utilizaron como marcadores del estado funcional de las glándulas sexuales accesorias; la concentración espermàtica como un indicador de la actividad testicular (Pinart y col., 1999). La vitalidad y la motilidad espermáticas fueron estimadores del grado de diferenciación del espermatozoide tanto a nivel testicular como epididimario; la resistencia acrosómica fue utilizada para valorar el nivel de diferenciación de la membrana acrosómica durante la espermiogénesis y/o maduración epididimària (Briz i col., 1996; Pinart i col., 1999). Referente a la morfología espermática, los espermatozoides inmaduros fueron marcadores de anomalías en la maduración de éstos a lo largo del conducto epididimario y los espermatozoides aberrantes se utilizaron como marcadores de una diferenciación defectuosa a nivel de testículo (anomalías primarias) y a nivel de conducto epididimario (anomalías secundarias) (Briz i col., 1996). La concentración de proteína total se utilizó para valorar la integridad funcional de las membranas del espermatozoide y la actividad de las glándulas sexuales accesorias. La identificación de proteínas con residuos de tirosina fosforilados fue un estimador de la viabilidad celular y la actividad de las glándulas sexuales, y el contenido de azúcares como un indicador de la producción de las vesículas seminales. La determinación del volumen y el pH de los eyaculados se realizó en las instalaciones de la granja a partir de semen fresco el mismo día de la extracción. El resto de parámetros se analizaron en el laboratorio durante las 48 horas posteriores a la extracción a partir de semen diluido en BTS (diluyente de Bestville) (Daza, 1992) y transportado y conservado a 15ºC. Las muestras fueron previamente filtradas con el fin de eliminar la tapioca. El estudio estadístico de los resultados obtenidos se realizó a partir del análisis de la varianza (ANOVA) con un nivel de significación de =0,05. En cuanto al estudio comparativo de los fotoperiodos ambientales estacionales se ha observado un incremento significativo del pH del eyaculado en los machos expuestos a otoño (P0,0001), mientras que el volumen seminal se mantiene en valores similares en ambos tratamientos (P=0,1650). La concentración espermàtica, la producción espermàtica y el número de dosis seminales que se pueden preparar a partir de un eyaculado se duplica en los verracos sometidos al fotoperiodo de primavera (P0,0001). La vitalidad y la motilidad espermáticas no experimentan cambios significativos entre tratamientos (P=0,3440 y P=0,9220, respectivamente). La resistencia osmótica de los acrosomas desciende únicamente en los machos expuestos a condiciones estacionales de otoño (P0,0001). En referencia a la morfología espermàtica aunque no se observan diferencias entre primavera y otoño (P0,05), sí se detecta un incremento de los porcentajes de espermatozoides inmaduros y aberrantes en ambos fotoperiodos estacionales, y en especial en los machos expuestos a condiciones fotoperiódicas de otoño. Según los resultados obtenidos en este estudio la calidad seminal de los verracos es inferior en el fotoperiodo de otoño debido a un descenso de la concentración y la producción espermáticas, un aumento del pH seminal, una disminución de la resistencia de la membrana acrosómica y a un incremento en la frecuencia de espermatozoides inmaduros y aberrantes. Parece ser, pues, que en el otoño tiene lugar la disminución de la producción testicular, cambios en la actividad de las glándulas sexuales accesorias y disfunciones en el proceso de diferenciación testicular y epididimària de los espermatozoides y especialmente del acrosoma. En relación a los resultados obtenidos en el estudio de los diferentes fotoperiodos artificiales se observa que la iluminación continua provoca un aumento significativo del volumen del eyaculado en el primer y segundo mes de tratamiento (P0,0001), disminuyendo en el tercer mes. La oscuridad absoluta no modifica este parámetro (P0,05). En cuanto al pH seminal la iluminación continua provoca un incremento progresivo del valor del pH a lo largo del periodo experimental (P0,0001), mientras que la oscuridad absoluta tiene un efecto más irregular. La exposición de los machos a iluminación continua y a oscuridad absoluta se manifiesta en un descenso de la concentración y la producción espermáticas que se mantiene hasta el segundo mes de tratamiento (P0,0001), observándose un incremento en el tercer mes de exposición de los machos a oscuridad absoluta (P=0,1010). De todas maneras, este descenso es mas severo en los machos sometidos a iluminación continua ya que no presentan recuperación. La vitalidad y la motilidad espermáticas no se ven alteradas por la iluminación continua y la oscuridad absoluta, ni tampoco el contenido de los azúcares mayoritarios del plasma seminal (P0,005). La glucosa aparece como un azúcar minoritario y sí que presenta concentraciones inferiores en los tratamientos experimentales de luz continua y de oscuridad absoluta (P0,0001 y P=0,0002, respectivamente). La resistencia osmótica de los acrosomas desciende en ambos tratamientos artificiales extremos de luz continua y oscuridad total (P0,0001), aunque en los machos expuestos a iluminación continua se produce una recuperación a partir del segundo mes de tratamiento (P=0,4930). Dado que tampoco se han observado diferencias significativas en las concentraciones de proteína total (P0,05), es probable que las anomalías de la membrana acrosómica se originen durante el proceso de espermiogénesis y/o maduración epididimària. La exposición de los verracos a oscuridad absoluta no altera la morfología espermàtica de los eyaculados, aunque se observa un aumento de la frecuencia de espermatozoides con anomalías en la forma de la cola en el primer mes (P0,0001), y un aumento de la frecuencia de espermatozoides inmaduros con gota distal y de espermatozoides con anomalías en el número de colas en el tercer mes de experimentación (P=0,0030 y P0,0001). La luz continua, sin embargo, provoca un incremento de la frecuencia de espermatozoides inmaduros con gota distal (P0,0001) y de espermatozoides con anomalías en la forma de la cola (P=0,0040) ya en el primer mes. El fotoperiodo provoca un descenso de la fertilidad de los machos expuestos a oscuridad absoluta en el tercer mes de tratamiento (P0,0001) y un incremento de ésta en los machos sometidos a iluminación continua (P=0,0005). La prolificidad no se ve modificada por ambas condiciones extremas de luz artificial (P0,05). Así pues, los resultados obtenidos demuestran que el fotoperiodo afecta la actividad testicular, provoca alteraciones en la actividad de las glándulas sexuales accesorias, altera el proceso de expulsión de la gota citoplasmática y provoca anomalías en el proceso de diferenciación de la cola tanto a nivel testicular como epididimario, siendo los verracos expuestos a luz continua más sensibles a estos parámetros que los verracos sometidos a oscuridad absoluta. El fotoperiodo, sin embargo, no altera de forma esencial la integridad de las membranas del espermatozoide ni la capacidad fecundante de éste.

New insights into boar sperm function and survival from integrated field and laboratory studies

En aquesta tesi s'han dut a terme dos tipus d'estudis diferents. L'objectiu del primer era la preservació del semen de porcí a 15ºC i el del segon eren els co-cultius homòlegs de cèl·lules epitelials de l'oviducte i espermatozoides de porcí. Pel que fa al primer estudi, s'ha observat que l'addició de la prostaglandina F2α i àcid hialurònic a les dosis seminals no malmena la qualitat espermàtica i que la tolerància dels espermatozoides als canvis d'osmolalitat del medi es pot correlacionar proves de fertilitat i prolificitat.. Respecte el segon, s'ha determinat que les cèl·lules oviductals afecten els paràmetres espermàtics i que la presència d'espermatozoides sobreexpressa els gens que codifiquen per les proteïnes de xoc tèrmic. Així, se suggereix que aquestes proteïnes tenen algun paper en els processos reproductius que tenen lloc a l'oviducte, malgrat que s'hagi observat, mitjançant la tècnica de la interferència de l'RNA, que la HSP90AA1 no està implicada en el perllongament de la viabilitat espermàtica.

Jorge Carrera Andrade, poeta del hombre (Estudios)

El autor lee a Carrera Andrade como un creador surgido en el quiebre de los presupuestos, ideologías y esperanzas del siglo XIX e inicios del XX, más plagado de incertidumbres que de certezas. Acaso el rasgo autobiográfico de su poesía, y su apego a una temática múltiple –no apartada nunca del desciframiento de los sentidos de lo pequeño– han oscurecido la intención del autor de reflexionar sobre la condición y el destino del hombre moderno. Cercano al existencialismo, en tanto filosofía develadora de la fragilidad y soledad humanas, de la futilidad de sus construcciones intelectuales, Carrera fue testigo –en un siglo de confrontaciones– «de la fealdad triunfante y la libertad encadenada». El poeta describe tres atributos definitorios del hombre moderno: soledad, imposibilidad de ser libre, y su condición de desterrado. Plantea Carrera que estas condiciones ontológicas de soledad y de ser prisionero no se agotarían en el hombre, sino que conformarían también a otros seres y objetos del universo. El destierro aludiría no solo a la condición literal del exiliado, sino también a la ausencia de un hogar espiritual, aunque, en relación a este punto, parece arribar a una cierta conciliación mediante la idea de que es posible trascender la finitud del individuo en la pervivencia de la humanidad entera –destino común el del «hombre planetario», cantado por el poeta a pesar de su soledad y sus prisiones.

Economías andinas: también atrapadas por la crisis (Coyuntura)

Este artículo analiza los principales elementos de las crisis en América Latina y sus expresiones en la Comunidad Andina de Naciones (CAN), enfatizando algunas repercusiones en el proceso de integración andina. El autor señala que los países miembros de la CAN presentan un cuadro de debilidad económica y de fragilidad política cuyas perspectivas parecen prolongarse afectadas por las dificultades que atraviesan otras economías como la norteamericana, europea o japonesa, lo que pone en evidencia el poco éxito del modelo económico imperante. Finalmente analiza el papel y las posibilidades de los mecanismos multilaterales y regionales sobre las economías andinas.

Formulation of a live bacterial vaccine for stable room temperature storage results in loss of acid, bile and bile salt resistance

Live bacterial vaccines have great promise both as vaccines against enteric pathogens and as heterologous antigen vectors against diverse diseases. Ideally, room temperature stable dry formulations of live bacterial vaccines will allow oral vaccination without cold-chain storage or injections. Attenuated Salmonella can cross the intestinal wall and deliver replicating antigen plus innate immune activation signals directly to the intestinal immune tissues, however the ingested bacteria must survive firstly gastric acid and secondly the antimicrobial defences of the small intestine. We found that the way in which cells are grown prior to formulation markedly affects sensitivity to acid and bile. Using a previously published stable storage formulation that maintained over 10% viability after 56 days storage at room temperature, we found dried samples of an attenuated S. typhimurium vaccine lost acid and bile resistance compared to the same bacteria taken from fresh culture. The stable formulation utilised osmotic preconditioning in defined medium plus elevated salt concentration to induce intracellular trehalose accumulation before drying. Dried bacteria grown in rich media without osmotic preconditioning showed more resistance to bile, but less stability during storage, suggesting a trade-off between bile resistance and stability. Further optimization is needed to produce the ultimate room-temperature stable oral live bacterial vaccine formulation.

Effects of host plant drought stress on the performance of the bird cherry-oat aphid, Rhopalosiphum padi (L.): a mechanistic analysis

1. The growth (increase in height and leaf number) of four grass species was reduced by a -0.5 MPa drought stress, but the performance of an associated herbivore, Rhopalosiphum padi (L.), was not affected consistently. The intrinsic rate of increase of R. padi was reduced by drought stress on three grass species, including Dactylis glomerata (L.), but was unaffected on Arrhenatherum elatius (L.). Therefore, there is no general relationship in the effect of plant drought on an insect herbivore, even among closely related host plant species. 2. Drought stress increased the quality of plant phloem sap, as indicated by increased sieve element osmotic pressure and essential amino acid concentrations. Thus, diet quality could not account for the reduced performance of R. padi under drought stress. The concentration of essential amino acids in the phloem of well-watered A. elatius was, however, lower than that of well-watered D. glomerata, correlating with the decreased performance of aphids on well-watered A. elatius. 3. There were no differences in aphid feeding duration between watering treatments or plant species but sap ingestion rates were reduced significantly under drought stress. 4. Using the measure of dietary amino acid concentrations and the estimate of sap ingestion, the essential amino acid flux through aphids was calculated. Compared with the flux through aphids feeding on well-watered D. glomerata, there was a reduction in aphids feeding on drought-stressed D. glomerata and drought-stressed A. elatius due to lower sap ingestion rates. The flux through aphids on well-watered A. elatius was also reduced due to low phloem essential amino acid concentrations. Thus, the performance of an aphid is correlated with the availability and accessibility of essential amino acids.

Optimisation of protoplast production in white lupin

The influence, was investigated, of abiotic parameters on the isolation of protoplasts from in vitro seedling cotyledons of white lupin. The protoplasts were found to be competent in withstanding a wide range of osmotic potentials of the enzyme medium, however, -2.25 MPa (0.5 M mannitol), resulted in the highest yield of protoplasts. The pH of the isolation medium also had a profound effect on protoplast production. Vacuum infiltration of the enzyme solution into the cotyledon tissue resulted in a progressive drop in the yield of protoplasts. The speed and duration of orbital agitation of the cotyledon tissue played a significant role in the release of protoplasts and a two step (stationary-gyratory) regime was found to be better than the gyratory-only system.

Characterization of the quaternary amine transporters of Rhizobium leguminosarum bv. viciae 3841

Rhizobium leguminosarum bv. viciae 3841 contains six putative quaternary ammonium transporters (Qat), of the ABC family. Qat6 was strongly induced by hyperosmosis although the solute transported was not identified. All six systems were induced by the quaternary amines choline and glycine betaine. It was confirmed by microarray analysis of the genome that pRL100079-83 (qat6) is the most strongly upregulated transport system under osmotic stress, although other transporters and 104 genes are more than threefold upregulated. A range of quaternary ammonium compounds were tested but all failed to improve growth of strain 3841 under hyperosmotic stress. One Qat system (gbcXWV) was induced 20-fold by glycine betaine and choline and a Tn5::gbcW mutant was severely impaired for both transport and growth on these compounds, demonstrating that it is the principal system for their use as carbon and nitrogen sources. It transports glycine betaine and choline with a high affinity (apparent K-m, 168 and 294 nM, respectively).

Regulated deficit irrigation - a means to control growth in woody ornamentals

Improving plant quality and the uniformity of a crop are major objectives for growers of ornamental nursery stock. The potential to control excess vigour and to improve quality through regulated deficit irrigation (RDI) was investigated using a range of woody ornamental species. RDI regimes reduced vegetative growth consistently across different species and growing seasons. Plants adapted to reduced water supplies primarily via stomatal control, but also by osmotic adjustment when grown under the most severe RDI regimes. Only plants exposed to <= 25% of potential evapo-transpiration demonstrated any evidence of leaf injury, and the extent was slight. Growth inhibition increased as the severity of RDI increased. Improvements in quality were attained through a combination of shorter internodes and final shoot lengths, yet the number of 'formative' primary shoots remained unaffected. Compact, well-branched plants could be formed without a requirement for mid-season pruning. In addition to severity, the timing of RDI also influenced growth responses. Applying 50% ETp for 8 weeks during July-August resulted in the formation of good quality plants, which retained their shape until the following Spring. Re-positioning irrigation drippers within the pots of well-watered plants, in an attempt to induce a partial root drying (PRD) treatment, reduced growth, but not significantly. The adoption of irrigation scheduling, based on 50-100% ETp, has the potential to improve commercial crop quality across a range of ornamental species.

Cryopreservation of cocoa (Theobroma cacao L.) somatic embryos for long-term germplasm storage

Cryopreservation using encapsulation-dehydration was developed for the long-term conservation of cocoa (Theobroma cacao L.) germplasm. Survival of individually encapsulated somatic embryos after desiccation and cryopreservation was achieved through optimization of cryoprotectants (abscisic acid (ABA) and sugar), duration of osmotic and evaporative dehydration, and embryo development stage. Up to 63% of the genotype SPA4 early-cotyledonary somatic embryos survived cryopreservation following 7 days preculture with 1 M sucrose and 4 h silica exposure (16% moisture content in bead). This optimized protocol was successfully applied to three other genotypes, e.g. EET272, IMC14 and AMAZ12, with recovery frequencies of 25, 40 and 72%, respectively (but the latter two genotypes using 0.75 M sucrose). Recovered SPA4 somatic embryos converted to plants at a rate of 33% and the regenerated plants were phenotypically comparable to non-cryopreserved somatic embryo-derived plants.

Optimization of protoplast production in white lupin

The influence, was investigated, of abiotic parameters on the isolation of protoplasts from in vitro seedling cotyledons of white lupin. The protoplasts were found to be competent in withstanding a wide range of osmotic potentials of the enzyme medium, however, −2.25 MPa (0.5 M mannitol), resulted in the highest yield of protoplasts. The pH of the isolation medium also had a profound effect on protoplast production. Vacuum infiltration of the enzyme solution into the cotyledon tissue resulted in a progressive drop in the yield of protoplasts. The speed and duration of orbital agitation of the cotyledon tissue played a significant role in the release of protoplasts and a two step (stationary-gyratory) regime was found to be better than the gyratory-only system.

Opportunities and challenges in high pressure processing of foods

Consumers increasingly demand convenience foods of the highest quality in terms of natural flavor and taste, and which are freedom additives and preservatives. This demand has triggered the need for the development of a number of nonthermal approaches to food processing, of which high-pressure technology has proven to be very valuable. A number of recent publications have demonstrated novel and diverse uses of this technology. Its novel features, which include destruction of microorganisms at room temperature or lower, have made the technology commerically attractive. Enzymes forming bacteria can be by the application of pressure-thermal combinations. This review aims to identify the opportunities and challenges associated with this technology. In addition to discussing the effects of high pressure on food components, this review covers the combined effects of high pressure processing with: gamma irradiation, alternating current, ultrasound, and carbon dioxide or anti-microbial treatment. Further, the applications of this technology in various sectors-fruits and vegetables, dairy and meat processing-have been dealt with extensively. The integration of high-pressure with other matured processing operations such as blanching, dehydration, osmotic dehydration, rehyrdration, frying, freezing/thawing and solid-liquid extraction has been shown to open up new processing options. The key challenges identified include: heat transfer problems and resulting non-uniformity in processing, obtaining reliable and reproducible data, for process validation, lack of detailed knowledge about the interaction between high pressure, and a number of food constituents, packaging and statutory issues.

Development of a fermentation system to model sessile bacterial populations in the human colon

A fermentation system was designed to model the human colonic microflora in vitro. The system provided a framework of mucin beads to encourage the adhesion of bacteria, which was encased within a dialysis membrane. The void between the beads was inoculated with faeces from human donors. Water and metabolites were removed from the fermentation by osmosis using a solution of polyethylene glycol (PEG). The system was concomitantly inoculated alongside a conventional single-stage chemostat. Three fermentations were carried out using inocula from three healthy human donors. Bacterial populations from the chemostat and biofilm system were enumerated using fluorescence in situ hybridization. The culture fluid was also analysed for its short-chain fatty acid (SCFA) content. A higher cell density was achieved in the biofilm fermentation system (taking into account the contribution made by the bead-associated bacteria) as compared with the chemostat, owing to the removal of water and metabolites. Evaluation of the bacterial populations revealed that the biofilm system was able to support two distinct groups of bacteria: bacteria growing in association with the mucin beads and planktonic bacteria in the culture fluid. Furthermore, distinct differences were observed between populations in the biofilm fermenter system and the chemostat, with the former supporting higher populations of clostridia and Escherichia coli. SCFA levels were lower in the biofilm system than in the chemostat, as in the former they were removed via the osmotic effect of the PEG. These experiments demonstrated the potential usefulness of the biofilm system for investigating the complexity of the human colonic microflora and the contribution made by sessile bacterial populations.

Influence of environmental stress on distributions of times to first division in Escherichia coli populations, as determined by digital-image analysis of individual cells

The distributions of times to first cell division were determined for populations of Escherichia coli stationary-phase cells inoculated onto agar media. This was accomplished by using automated analysis of digital images of individual cells growing on agar and calculation of the "box area ratio." Using approximately 300 cells per experiment, the mean time to first division and standard deviation for cells grown in liquid medium at 37 degrees C and inoculated on agar and incubated at 20 degrees C were determined as 3.0 h and 0.7 h, respectively. Distributions were observed to tail toward the higher values, but no definitive model distribution was identified. Both preinoculation stress by heating cultures at 50 degrees C and postinoculation stress by growth in the presence of higher concentrations of NaCl increased mean times to first division. Both stresses also resulted in an increase in the spread of the distributions that was proportional to the mean division time, the coefficient of variation being constant at approximately 0.2 in all cases. The "relative division time," which is the time to first division for individual cells expressed in terms of the cell size doubling time, was used as measure of the "work to be done" to prepare for cell division. Relative division times were greater for heat-stressed cells than for those growing under osmotic stress.

Morphological and physiological changes induced by high hydrostatic pressure in exponential- and stationary-phase cells of Escherichia coli: relationship with cell death

The relationship between a loss of viability and several morphological and physiological changes was examined with Escherichia coli strain J1 subjected to high-pressure treatment. The pressure resistance of stationary-phase cells was much higher than that of exponential-phase cells, but in both types of cell, aggregation of cytoplasmic proteins and condensation of the nucleoid occurred after treatment at 200 MPa for 8 min. Although gross changes were detected in these cellular structures, they were not related to cell death, at least for stationary-phase cells. In addition to these events, exponential-phase cells showed changes in their cell envelopes that were not seen for stationary-phase cells, namely physical perturbations of the cell envelope structure, a loss of osmotic responsiveness, and a loss of protein and RNA to the extracellular medium. Based on these observations, we propose that exponential-phase cells are inactivated under high pressure by irreversible damage to the cell membrane. In contrast, stationary-phase cells have a cytoplasmic membrane that is robust enough to withstand pressurization up to very intense treatments. The retention of an intact membrane appears to allow the stationary-phase cell to repair gross changes in other cellular structures and to remain viable at pressures that are lethal to exponential-phase cells.