Demanda química de oxigênio, clorofila a e comunidade fitoplanctônica como indicadores da qualidade da água no Canal do Pataxó/RN

The current study examined spatial-temporal modifications and water quality through chemical and biotic indicators during both dry (January, February and November 2006) and wet seasons (March to June 2006). This study was carried out in Armando Ribeiro Gonçalves Reservoir, RN, Canal do Pataxó and after the water station treatment (WST). The physical-chemical parameters were measured in situ and inorganic nutrients, chlorophyll a and Free Oxygen Demand (FOD) were analyzed in laboratory conditions. Quali quantitative analyses of phytoplankton were carried out utilizing Sedgwick-Rafter camera. Results indicate that DQO concentrations were low. FOD concentrations in the reservoir were comparatively higher in the dry season (5.21 mgL-1; 5.64 mgL-1 e 6.05 mgL-1) in relation to the wet season (4.52 mgL-1; 4.12 mgL-1 e 4.92 mgL-1), in surface, intermediate and bottom waters, respectively. FOD values were inferior to 1.0mgL-1in both Canal do Pataxó and after WST, which is considered adequate for public use reservoirs. Although FOD concentrations were low, Armando Ribeiro Gonçalves Reservoir, Canal do Pataxó and WST were classified as euthophizied, mesotrophic ad oligotrophic, respectively, considering the Index of Trophic State Criteria. Chlorophyll a concentrations in the study reservoir were higher in the surface (199.2 µgL-1) during the wet season, whereas in Canal do Pataxó concentrations decreased from 1.56 µgL-1 to 0.028 µgL-1, and after WST values were low (0.059 µgL-1). Dominance of cianobacterias, such as Planktotrhix agardhii (dry season) and Microcystis sp (wet season) was registered in all three areas. In the reservoir and Canal do Pataxó, density of cianobacterias, such as P. agardhii and Microcistys sp., was superior to the values allowed by the Health ministry (HM). However, after WST, density values of cianobacteria were inferior to values established by the HM

Ruptura celular, extração e encapsulamento de Astaxantina de Haematococcus pluvialis (Volvocales, Chlorophyta)

O interesse na produção de astaxantina de fontes naturais vem aumentando significativamente, devido principalmente à sua capacidade como potente agente antioxidante. Na obtenção da astaxantina por via biotecnológica, a microalga Haematococcus pluvialis é um dos micro-organismos industrialmente mais interessantes. Entretanto, como a maioria dos carotenoides, a astaxantina é uma molécula altamente insaturada que pode ser facilmente degradada por processos térmicos. Em função desta instabilidade, uma possibilidade que se abre, a fim de proteger sua atividade biológica de fatores ambientais e reforçar a sua estabilidade física, é o encapsulamento. Neste sentido, este trabalho vem contribuir em inovações relacionadas ao desenvolvimento de tecnologia para ruptura celular, extração e nanoencapsulamento de astaxantina produzida por via biotecnológica, mais especificamente de astaxantina obtida através do cultivo de H. pluvialis. Neste estudo, os cultivos foram realizados em meio BBM e acetato de sódio e conduzidos a temperatura constante de 25±1 ºC em fotobiorreatores de 1 L com aeração por borbulhamento de ar de 300 mL.min-1 , agitação manual diária e sob iluminância constante de 444 µmol fótons.m-2 s -1 durante 15 dias, sendo inoculados com suspensão de microalgas previamente preparada, na proporção de 10%, e pH ajustado em 7,0. A biomassa foi recuperada dos cultivos por centrifugação e seca a 35 °C por 48 h. Em seguida, foram empregadas diferentes técnicas de ruptura celular (química, mecânica e enzimática). Após a ruptura, foi realizada a extração dos carotenoides e a quantificação dos carotenoides totais (µg.g-1 ) e da extratibilidade (%). Entre os solventes testados no método de ruptura química, o diclorometano foi o selecionado para a extração dos pigmentos carotenoides. Dentre as técnicas mecânicas de ruptura celular, a maceração da biomassa congelada com terra diatomácea resultou na maior extratibilidade e carotenoides totais (66,01% e 972,35 μg.g-1 ). A melhor condição de lise da parede celular de H. pluvialis, utilizando o preparado enzimático Glucanex® , ocorreu em pH do meio reacional de 4,5 a 55 ºC, com atividade inicial de β-1,3-glucanase de 0,6 U.mL-1 e um tempo de reação de 30 min, alcançando-se 17,73% de atividade lítica relativa. Nestas condições, com a reação enzimática assistida por ultrassom sem congelamento prévio da biomassa, atingiu-se 83,90% e 1235,89 µg.g -1 , respectivamente, para extratibilidade e carotenoides totais. Dentre as técnicas combinadas testadas, a maceração com terra diatomácea associada à lise enzimática apresentou valores de extratibilidade e carotenoides totais de, respectivamente, 93,83% e 1382,12 µg.g-1 . No encapsulamento do extrato contendo astaxantina obtido por lise enzimática associada por ultrassom, envolvendo a coprecipitação com PHBV (poli(3-hidroxibutirato-cohidroxivalerato)) em fluidos supercríticos, o aumento da pressão tendeu a reduzir o diâmetro da partícula formada, enquanto que o aumento da relação biomassa contendo astaxantina:diclorometano usada na etapa de extração incrementou o percentual de encapsulamento e a eficiência de encapsulamento para ambas pressões testadas (80 e 100 bar). Os maiores valores de percentual de encapsulamento (17,06%) e eficiência de encapsulamento (51,21%) foram obtidos nas condições de 80 bar e relação biomassa:diclorometano de 10 mg.mL -1 . Nestas condições, o diâmetro médio de partícula foi de 0,228 µm. Com base nos resultados obtidos, técnicas para a obtenção de astaxantina de H. pluvialis e seu encapsulamento foram desenvolvidas com sucesso, podendo ser extendidas a outros produtos intracelulares de microalgas.

Síntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras

Pesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.

Extração e caracterização dos lipídeos da microalga Chlorella pyrenoidosa visando à produção de ésteres graxos

A produção de biodiesel a partir do óleo de microalgas tem sido demonstrada na literatura usando rotas convencionais, que envolvem a extração dos lipídeos seguida pela sua conversão para ésteres graxos. A extração de lipídeos a partir da biomassa microalgal é uma etapa importante do processo global de produção de biodiesel. Este trabalho teve como objetivo determinar o teor de lipídeos da Chlorella pyrenoidosa bem como o perfil graxo dos diferentes extratos lipídicos. Os métodos de extração utilizados envolveram o uso de ultrassom, agitação magnética e soxhlet na presença dos solventes: clorofórmio:metanol (2:1 v/v) (método de Bligh & Dyer), metanol, clorofórmio, etanol e hexano. Os melhores resultados foram obtidos a partir do método com agitação magnética utilizando clorofórmio:metanol 2:1 (v/v), onde foram extraídos em média de 20 % de lipídeos totais seguido de metanol (17 %), clorofórmio (10,5 %), etanol (7,8 %) e hexano (1,15 %). A presença dos ácidos graxos 14:0, 16:0, 18:1, 18:0, 18:2 e 18:3 foram confirmados pelas análises de cromatografia gasosa. A partir das frações lipídicas extraídas foram realizadas as reações para obtenção dos ésteres graxos utilizando temperatura de 60°C por 4h na presença de 3% de H2SO4 em relação à massa de lipídeos. Os extratos lipídicos foram obtidos usando 100 g de biomassa seca. A partir das frações extraídas com clorofórmio:metanol 2:1 (v/v), metanol e etanol foram produzidos em média 6,40g, 8,98g, 6,98g de ésteres graxos, respectivamente.

A contribution to knowledge of the biodiversity of Syrphidae (Diptera) in Spain

Data are provided on two hoverfly species new to the Iberian Peninsula, Brachyopa grunewaldensis Kassebeer and Criorhina floccosa (Meigen), and one new to Spain, Eumerus consimilis Šimić & Vujić. New habitat and breeding data are presented.

Towards an integrated taxonomy of the Merodon equestris species complex (Diptera: Syrphidae) including description of a new species, with additional data on Iberian Merodon

Study of specimens of Merodon Meigen collected in southwestern Europe resulted in new data and taxonomic changes for this genus. The cryptic species Merodon confusus sp. nov. (Merodon equestris species group) is described based on specimens collected in Cabañeros National Park, central Spain. Morphological and molecular diagnostic characters are provided to separate members of the species group. Merodon aeneus fulvus Gil Collado is proposed as a junior synonym of Merodon pumilus Macquart. The first Iberian record of Merodon rufus Meigen is reported and updates of the revision of Iberian Merodon are provided.

An updated hoverfly checklist (Diptera: Syrphidae) of the Mascarene island of Réunion, France

A commented and updated checklist of the hoverflies from the Mascarene island of Réunion, France, is presented. A total of 22 species are listed. New data on eight species are provided, two of them new to Réunion: Syritta austeni Bezzi, 1915 and Eristalinus madagascariensis (Hervé-Bazin, 1914). Réunion has 14 species shared with Madagascar and 10 with Mauritius. The present study contributes to better understand the biodiversity of this part of the world.

Establecimiento de un protocolo para el inicio del cultivo In Vitro de Agave letonae (Henequén) a partir de yemas axilares

La presente investigación se realizó en el Laboratorio de Biotecnología del Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal “Enrique Álvarez Córdova” (CENTA), con el objetivo de establecer un protocolo para el inicio del cultivo In Vitro de Agave letonae (henequén) a partir de yemas axilares. Se evaluaron tres tratamientos de esterilización superficial y en el establecimiento In Vitro se evaluó la combinación de reguladores de crecimiento como 6-bencilaminopurina (BAP) y ácido indolbutírico (AIB) en diferentes concentraciones en medio basal Murashige y Skoog (1962). En la fase de esterilización superficial de yemas axilares, el análisis de varianza al 0.01%, no detectó diferencia estadística altamente significativa entre tratamientos, por lo que la desinfección de yemas axilares puede realizarse con cualquiera de los tres tratamientos evaluados. En la fase de establecimiento In Vitro el análisis de varianza al 0.01%, mostró diferencia estadística altamente significativa entre tratamientos, por lo que se determinó que el tratamiento T2 constituido por medio de cultivo MS basal, suplementado con 1.0 mg/l de BAP y 0.5 mg/l de AIB; aceleró la brotación de yemas axilares a los 32 días promedio de la siembra In Vitro; se obtuvo un porcentaje promedio de brotación de 40%; se formaron brotes bien desarrollados que presentaron coloración verde oscura

La sexualidad reproductiva en el siglo XXI. El divorcio entre sexualidad y reproducción

El gran avance de la ciencia médica y la aparición de la biotecnología han traído como consecuencia la desvinculación entre sexualidad y reproducción. Desde de la aparición de la pastilla anticonceptiva hasta nuestros días, los avances biotecnológicos han permitido, cada vez más, desvincular el acto sexual de la reproducción humana. Actualmente, procedimientos como la inseminación artificial o la fecundación in vitro (FIV) son cada día más comunes, y en un futuro quizá no tan lejano la clonación de seres humanos traerá profundos cambios en el binomio sexualidad-reproducción. Estos temas y sus posibles implicaciones son el objeto de estudio del presente trabajo.

Levantamiento batimétrico y medición de parámetros físico-químicos en el Lago de Ilopango, El Salvador

Esta investigación presenta resultados del levantamiento batimétrico exploratorio realizado en el Lago de Ilopango. El objetivo principal es cuantificar las profundidades utilizando la propagación acústica de pulsos generados a partir de un sonar monohaz, para generar una carta batimétrica, un modelo de elevación digital y establecer una línea base del régimen de estratifición físico-químico de la columna de agua, como herramienta para establecer futuros programas de monitoreo y caracterización del Lago de Ilopango. En este trabajo se registro la profundidad en 279,148 puntos separados cada tres metros y distribuido en una malla 36 perfiles que permitieron identificar siete estructuras intracaldéricas, probablemente asociados a los últimos cuatro episodios eruptivos. Por otra parte, las zonas de mayor profundidad se registraron principalmente al oeste de las Islas Cerros Quemados, frente a las Puntas de La Península y Tenango, con profundidades máximas de 235.9 ± 4.7 m y un volumen estimado de 9.97km3. El modelo 3D de la caldera, refleja una morfometría con un fondo considerablemente plano y grandes pendientes en las orillas. Por otra parte, los resultados observacionales a partir de los cuarenta perfiles que conformaron la malla de medición de la temperatura, conductividad y pH, indican que las variaciones espaciales y temporales en la columna de agua producto calentamiento del agua superficial se propaga hacia las capas más profundas favoreciendo la estratificación térmica directa que teniendo un papel importante en la regulación de la mezcla vertical en el lago. Los valores de pH son relativamente estables entre 8.0 a 8.8; los máximos observados de 9.7, posiblemente relacionados a la actividad fotosintética del fitoplancton en los meses de mayo a junio, cuando ocurre la proliferación de microalgas, cambiando la tonalidad del agua de lago. El contenido promedio de sales disueltas fue medido por intermedio de la conductividad eléctrica realizadas en 15 perfiles de 160 m de profundidad. En superficie en marzo de 2015 a 26°C, los valores registrados fueron de 1.9185µS.cm-1, 2.0479 µS.cm-1 en 12 perfiles en mayo de 2015 y 1.9108 µS.cm-1 en 13 perfiles en Enero de 2016.

Producción y caracterización de la superóxido dismutasa a (SodA) de nocardia brasiliensis en pichia pastoris

Introducción: A mediados de los años 70’s del siglo pasado el descubrimiento de la tecnología del ADN recombinante marca el inicio de la era de la biotecnología moderna. La implementación de estas tecnologías permitió la utilización de organismos como sistemas de expresión que a lo largo de los años ha generado la producción de una gran variedad de productos biológicos. Dentro de estos sistemas Pichia pastoris es un sistema de expresión ampliamente utilizado debido a sus características tales como la producción de proteínas en grandes cantidades, la liberación de los productos al medio de cultivo, la obtención de productos complejos que requieren modificaciones postraduccionales típicas de los eucariotas o que contienen puentes disulfuro, entre otras. Nocardia brasiliensis es una bacteria parcialmente ácido-alcohol resistente la cual forma colonias granulares, con hifas aéreas escasas, sus colonias exhiben un color anaranjado pardo con bordes en blanco. N. brasiliensis es patógena para el ser humano y es el agente causal del actinomicetoma. El actinomicetoma es una enfermedad crónica generalmente localizada en las extremidades. Se caracteriza por ser un proceso lento de tumefacción con nódulos, abscesos y fístulas.La Superóxido Dismutasa (SOD) es una enzima reductora polimérica que cataliza la conversión del ión superóxido a peróxido de hidrógeno y oxígeno molecular. La SOD ha sido propuesta como un factor de virulencia de microorganismos patógenos, cuya acción consiste en bloquear los efectores oxidativos del estallido respiratorio iniciado por los fagocítos en el fagolisosoma. Este mecanismo ha sido descrito para bacterias de los géneros Mycobacterium, Rhodococcus y Nocardia. Objetivo: producir y caracterizar la Superóxido Dismutasa A (SODA) de Nocardia brasiliensis en Pichia pastoris. Metodología: se realizó el diseño de primers adicionando secuencias de sitios de corte para las enzimas XhoI y AvrII, así como una cola de histidinas en el extremo 5’ para la amplificación del gen sodA de N. brasiliensis a partir del ADN genómico de Nocardia brasiliensis. El amplicón se clonó en el vector de expresión pPIC9. Se llevó a cabo la transformación por electroporación de levaduras Pichia pastoris GS115. La producción de SOD se llevó a cabo en inducciones de 96 h con metanol como agente inductor. Los sobrenadantes se dializaron con membranas de celulosa. Los dializados se observaron por SDS-PAGE y western blot. Se analizó la actividad funcional de la enzima con el SOD Assay kit de Sigma Aldrich. Resultados: Por reacción en cadena de la polimerasa se obtuvo una secuencia de 625 pb correspondiente al gen sodA. El fragmento se ligó al vector de expresión pPIC9 y fue caracterizado con las enzimas de restricción XhoI y AvrII. Las cepas trasformadas de P. pastoris GS115 se caracterizaron con el gen aox1 obteniendo cepas Mut+ y Muts. Los análisis por SDSPAGE mostraron bandas no observadas en el control negativo de expresión mientras en los western blot solo una de las clonas mostró señal. Los análisis de actividad funcional sugieren inhibición de la reacción enzimática infiriendo presencia de la proteína SOD en el medio dializado. Conclusiones: Se logró la construcción del sistema de expresión Pichia pastoris con el casete de expresión de la SOD de N. brasiliensis. Así como la generación de cepas Mut+y Muts. En los ensayos de actividad funcional se observó inhibición de la reacción enzimática.

Identificación de terneras Holando portadoras de BLAD y Citrulinemia en la región Este de Uruguay por PCR-RFLP y secuenciación

Resumen La deficiencia en la adhesión leucocitaria bovina (BLAD) y en la enzima arginosuccinato sintetasa (Citrulinemia) son enfermedades de herencia autosómica recesiva que han sido descritas a nivel mundial en la raza Holando. El objetivo de este estudio fue optimizar e implementar una metodología de genotipado para la identificación de animales portadores de los alelos causantes de estas enfermedades en una población cohorte de terneras de recría de la raza Holando de la cuenca lechera de Cerro Largo. Las muestras de ADN de 190 terneras Holando fueron extraídas a partir de sangre fresca, siguiendo normas y protocolos del Banco de ADN de la Unidad de Biotecnología INIA Las Brujas. El genotipado fue realizado mediante análisis PCR-RFLP con las enzimas de restricción TaqI para BLAD y Eco47I (AvaII) para Citrulinemia. La confirmación del genotipado fue evaluada mediante secuenciación de los productos amplificados de ambas enfermedades. Se detectó la presencia del alelo mutante para BLAD en una sola ternera de recría y no se encontró portadoras de Citrulinemia en la población analizada. Este trabajo representó el primer relevamiento de la prevalencia génica de las enfermedades BLAD y Citrulinemia en la región Este del Uruguay

Evaluación del efecto de la inoculación de Bacillus spp. con potencial fijador de nitrógeno en cultivos de Chlorella sorokiniana

El uso de microalgas y PGPBs como principio activo de problemas ambientales ha generado interés científico en los últimos años -- Entre las soluciones propuestas se encuentra el uso de los cocultivos de estos 2 tipos de microrganismos para la formulación de bioinsumos y la biorremedación -- El objetivo de este estudio se centró en evaluar el efecto de la inoculación de Bacillus spp. con potencial fijador de nitrógeno ambiental en cultivos de Chlorella sorokiniana a nivel de matraz -- Se encontró que 10 cepas PGPB, del banco de cepas del grupo CIBIOP de la Universidad EAFIT, probablemente fijaron nitrógeno debido a que crecen en medio NFb -- De las cuales, Bacillus subtilis EA-CB0575 promueve el crecimiento de la microalga Chlorella sorokiniana UTEX 1230, aumentando en un 94% la densidad celular y en 4.5 veces el tamaño de la microalga comparada su crecimiento individual -- Finalmente se usó el método ARA para evaluar fijación de nitrógeno, y se encontró que la bacteria fue capaz de reducir el acetileno en etileno cuando se siembra en medio NFb y BBM libre de nitrógeno, además cuando se cocultivo con la microalga, lo que indicaría que posiblemente la fijación de nitrógeno sea el método de promoción de crecimiento microalgar

Physiology and biochemistry of the effect of abiotic stress on the autochthonous CTP4 strain, a candidate microalga for biofuel production in Algarve

Dissertação de Mestrado, Biologia Marinha, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014

Biotecnologia de Dunaliella salina para produção de B caroteno

Dissertação de mest. em Aquacultura, Unidade de Ciências e Tecnologia dos Recursos Aquáticos, Univ. do Algarve, 1997