Simulação da soja geneticamente modificada tolerante ao glyphosate por meio do cultivo de explantes

O objetivo do experimento consistiu na simulação in vitro da soja transgênica tolerante ao glyphosate, através do cultivo de explantes em meios de cultura contendo aminoácidos aromáticos. As avaliações basearam-se nos efeitos do glyphosate sobre sementes oriundas de explantes de soja (Glycine max (L.) Merr.) cv. UFV-16. Para tanto, explantes de soja foram cultivados em meios de cultura líquidos com pH em torno de 5,0. Cada explante constou de um legume completamente expandido contendo duas sementes de aproximadamente 100 mg, conectada a um segmento de caule de 45 mm de comprimento. Os tratamentos testados foram: A = glutamina (Gln); B = Gln + fenilalanina (Phe) + tirosina (Tyr) + triptofano (Trp); C = Gln + glyphosate; D = Gln + Phe + Tyr + Trp + glyphosate. O experimento foi conduzido sob irradiância de 80 mmol-2s-1 a 25oC por 204 horas. Nos tratamentos que receberam aminoácidos aromáticos e glutamina, o herbicida não afetou as massas fresca e seca das sementes, como também, não afetou seus constituintes bioquímicos (proteínas, óleo, ácidos graxos, carboidratos e clorofilas). Portanto, a suplementação exógena de aminoácidos aromáticos suprime os efeitos fitotóxicos do glyphosate sobre explantes de soja, permitindo estudos sobre o seu modo de ação e metabolismo nas sementes, uma vez que os explantes se comportaram analogamente à soja transgênica não suscetível ao herbicida.

Interferência de plantas concorrentes em arroz irrigado modificada por métodos culturais

A otimização de um programa de controle de plantas daninhas depende da previsão precoce e confiável do impacto destas sobre o rendimento da cultura. Este trabalho teve por objetivos avaliar os efeitos de cultivares e de arranjos de plantas na perda de rendimento de grãos em arroz irrigado e identificar a variável explicativa que proporcione melhor ajuste ao modelo testado. Foram conduzidos dois experimentos em campo, na estação estival de crescimento 2000/01. Os tratamentos constaram de três cultivares de arroz (BRS-38 Ligeirinho, IRGA 417 e BR-IRGA 409), dois espaçamentos entre linhas (15 e 25 cm) e populações (dez e seis níveis para o primeiro e segundo experimentos, respectivamente) do cultivar de arroz EEA 406, simulando infestação de arroz-vermelho. Os dados foram analisados utilizando-se o modelo de regressão não-linear da hipérbole retangular, ajustado de modo independente para os três fatores estudados. Os resultados do primeiro experimento foram utilizados para avaliar o ajuste dos dados ao modelo e os do segundo para validar o modelo obtido no primeiro experimento. O cultivar IRGA 417 apresentou maior habilidade competitiva com o cultivar simulador de arroz-vermelho do que os outros dois. A redução no espaçamento entre linhas aumentou a habilidade competitiva dos cultivares de arroz em relação ao cultivar concorrente. O modelo da hipérbole retangular foi apropriado para estimar perdas de rendimento de grãos de arroz irrigado por interferência de plantas concorrentes. A variável explicativa área foliar do cultivar EEA 406, em geral, apresentou equivalência à população de plantas como variável independente no modelo matemático testado.

Seletividade de herbicidas pós-emergentes aplicados na soja geneticamente modificada

O experimento foi instalado em área de plantio comercial de soja Roundup Ready®, na região do Pontal do Paranapanema, no município de Euclides da Cunha Paulista-SP, localizada a 20º 43' 11'' S e 50º 10' 20'' W, com uma altitude de 270 m. A fase experimental foi conduzida de dezembro de 2006 a abril de 2007, sob sistema plantio direto, com uma temperatura média de 25 ºC e índice pluviométrico de 800 mm. O solo da área experimental apresenta classe textural franco-argilo arenosa. Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficácia e seletividade de glyphosate na formulação Roundup Transorb®, associado aos herbicidas diclosulam, cloransulam-methyl, flumioxazina e S-metolachlor em duas modalidades de aplicação: única, com associação do glyphosate aos herbicidas; e uma sequencial apenas com glyphosate aos 15 DAA, no manejo das plantas daninhas trapoeraba (Commelina benghalensis) e corda-de-viola (Ipomoea triloba) durante o cultivo da soja. O experimento foi instalado no delineamento de blocos ao acaso, com 12 tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos foram distribuídos em arranjo fatorial acrescido de duas testemunhas: sem capina manual e com capina manual. O arranjo fatorial 2 x 5 contemplou duas condições de aplicação dos herbicidas (única e sequencial) e cinco herbicidas (glyphosate, glyphosate + diclosulam, glyphosate + cloransulam-methyl, glyphosate + flumioxazin e glyphosate + S-metolachlor). Nas condições de produtos, épocas de aplicação e doses, os resultados mostraram que o herbicida glyphosate aplicado em dose única ou sequencial e suas combinações com diclosulam e cloransulam-methyl na primeira aplicação não promovem fitointoxicação nas plantas de soja. A combinação com flumioxazin e S-metolachlor promoveu atraso no crescimento das plantas e no fechamento da cultura, em razão do efeito na altura dos indivíduos e comprimento dos ramos. No tratamento com o S-metolachlor, isso pode ser explicado pelo fato de o herbicida ser registrado para controle em pré-emergência e ter sido aplicado em pós-emergência. Nenhum dos tratamentos influenciou significativamente a produção de grãos da cultura da soja. A aplicação única ou a complementação com aplicação sequencial de glyphosate promoveram excelente controle de Commelina benghalensis e Ipomoea triloba.

Avaliação do uso de glyphosate em soja geneticamente modificada e sua relação com o ácido chiquímico

Com o aumento da comercialização de culturas geneticamente modificadas (GM) resistentes ao glyphosate, é importante investigar a relação entre o uso desse herbicida e seus efeitos no crescimento e desenvolvimento de plantas de soja GM, assim como sua relação com o ácido chiquímico. Nesse sentido, foi conduzido um ensaio de campo e outro em casa de vegetação, com o objetivo de verificar a influência do glyphosate no crescimento, no desenvolvimento e na qualidade dos grãos da soja GM, bem como sua exsudação radicular e posterior absorção por plântulas de soja convencional cultivada sob condições hidropônicas. O ensaio de campo foi realizado em Eng. Coelho-SP, em 2007/08, sob delineamento de blocos ao acaso com quatro repetições, com aplicações isoladas (720 e 960 g e.a. ha-1 equivalente ácido) e sequenciais de glyphosate, com intervalo de 15 dias (720/720, 960/720 e 960/720/720 g e.a. ha-1 ). Transcorridos 42 dias da última aplicação de glyphosate, foram avaliados os efeitos sobre a densidade, altura de plantas e produtividade do cv. BRS Valiosa RR. Avaliou-se também o teor de ácido chiquímico sete dias após a última aplicação de glyphosate e o conteúdo de óleo e proteína dos grãos. No ensaio em casa de vegetação, conduzido sob o delineamento inteiramente casualizado com três repetições, soja GM cv. M8045RR e soja convencional cv. Conquista foram mantidas crescendo conjuntamente em solução hidropônica após aplicação de 2.400 g e.a. ha-1 de glyphosate no cultivar transgênico. O acúmulo de ácido chiquímico foi medido por HPLC a 0, 1, 3, 7 e 10 dias após aplicação do glyphosate, determinando-se também sua concentração e de seu metabólito, ácido aminometilfosfônico (AMPA), na solução nutritiva, por GC-MS. Os resultados mostraram que nenhum parâmetro fitométrico nem a qualidade nutricional dos grãos foram alterados pelas aplicações de glyphosate. Houve acúmulo de ácido chiquímico nas plantas de soja transgênica no campo quando tratadas de forma isolada com glyphosate. Os resultados também mostraram exsudação radicular do glyphosate por soja transgênica, com posterior absorção por soja convencional. Foram detectados resíduos de glyphosate e ácido aminometilfosfônico na solução nutritiva.

Synthesis and Characterization of Cellulose fiber-silica nanocomposites

Cellulose fiber-silica nanocomposites with novel mechanical, chemical and thermal properties have potential to be widely applied in different area. Monodispered silica nanoparticles play an important role in enhancing hybrids properties of hardness, strength, thermal stability etc. On the other hand, cellulose is one of the world’s most abundant and renewable polymers and possesses several unique properties required in many areas and biomedicine. The aim of this master thesis is to study if silica particles from reaction of sodium silicate and sulphuric acid can be adsorbed onto cellulose fiber surfaces via in situ growth. First, nanosilica particles were synthesized. Effect of pH and silica contents were tested. In theoretical part, introduction of silica, methods of preparation of nanosilica from sodium silicate, effect factors and additives were discussed. Then, cellulose fiber-silica nanocomposites were synthesis via route from sodium silicate and route silicic acid. In the experiment of route from sodium silicate, the effects of types of sodium silicate, pH and target ratio of silica to fiber were investigated. From another aspect, the effects of types of sodium silicate, fiber concentration in mixture solution and target ratio of silica to fiber were tested in the experiment of route from silicic acid. Samples were investigated via zeta potential measurement, particle size distribution, ash content measurement and Scanning Electron Microscopy (SEM). The Results of the experiment of preparing silica sol were that the particle size of silica sol was smaller prepared in pH 11.7 than that prepared in pH 9.3. Then in the experiment of synthesis of cellulose fiber-silica nanocomposites, it was concluded that the zeta potential of all the samples were around -16 mV and the highest ash content of all the samples was only 1.4%. The results of SEM images showed only a few of silica particles could be observed on the fiber surface, which corresponded to the value of ash content measurement.

Influence of surface functionalization on the behavior of silica nanoparticles in biological systems

Personalized nanomedicine has been shown to provide advantages over traditional clinical imaging, diagnosis, and conventional medical treatment. Using nanoparticles can enhance and clarify the clinical targeting and imaging, and lead them exactly to the place in the body that is the goal of treatment. At the same time, one can reduce the side effects that usually occur in the parts of the body that are not targets for treatment. Nanoparticles are of a size that can penetrate into cells. Their surface functionalization offers a way to increase their sensitivity when detecting target molecules. In addition, it increases the potential for flexibility in particle design, their therapeutic function, and variation possibilities in diagnostics. Mesoporous nanoparticles of amorphous silica have attractive physical and chemical characteristics such as particle morphology, controllable pore size, and high surface area and pore volume. Additionally, the surface functionalization of silica nanoparticles is relatively straightforward, which enables optimization of the interaction between the particles and the biological system. The main goal of this study was to prepare traceable and targetable silica nanoparticles for medical applications with a special focus on particle dispersion stability, biocompatibility, and targeting capabilities. Nanoparticle properties are highly particle-size dependent and a good dispersion stability is a prerequisite for active therapeutic and diagnostic agents. In the study it was shown that traceable streptavidin-conjugated silica nanoparticles which exhibit a good dispersibility could be obtained by the suitable choice of a proper surface functionalization route. Theranostic nanoparticles should exhibit sufficient hydrolytic stability to effectively carry the medicine to the target cells after which they should disintegrate and dissolve. Furthermore, the surface groups should stay at the particle surface until the particle has been internalized by the cell in order to optimize cell specificity. Model particles with fluorescently-labeled regions were tested in vitro using light microscopy and image processing technology, which allowed a detailed study of the disintegration and dissolution process. The study showed that nanoparticles degrade more slowly outside, as compared to inside the cell. The main advantage of theranostic agents is their successful targeting in vitro and in vivo. Non-porous nanoparticles using monoclonal antibodies as guiding ligands were tested in vitro in order to follow their targeting ability and internalization. In addition to the targeting that was found successful, a specific internalization route for the particles could be detected. In the last part of the study, the objective was to clarify the feasibility of traceable mesoporous silica nanoparticles, loaded with a hydrophobic cancer drug, being applied for targeted drug delivery in vitro and in vivo. Particles were provided with a small molecular targeting ligand. In the study a significantly higher therapeutic effect could be achieved with nanoparticles compared to free drug. The nanoparticles were biocompatible and stayed in the tumor for a longer time than a free medicine did, before being eliminated by renal excretion. Overall, the results showed that mesoporous silica nanoparticles are biocompatible, biodegradable drug carriers and that cell specificity can be achieved both in vitro and in vivo.

Typing of Enterococcus faecium by polymerase chain reaction and pulsed field gel electrophoresis

Polymerase chain reaction (PCR) with JB1 or REP consensus oligonucleotides and pulsed field gel electrophoresis (PFGE) were used to study genomic DNA extracted from 31 strains of enterococci. Eleven ATCC strains, representative of 11 species of Enterococcus, were initially tested by JB1-PCR, revealing that Enterococcus malodoratus and Enterococcus hirae presented identical banding patterns. Eight Enterococcus faecium isolates from Stanford University and 12 from São Paulo Hospital were studied by JB1-PCR, REP-PCR 1/2R and PFGE. Among the isolates from Stanford University, 5 genotypes were defined by JB1-PCR, 7 by REP-PCR 1/2R and 4 by PFGE. Among the isolates from São Paulo Hospital, 9 genotypes were identified by JB1-PCR, 6 by REP-PCR and 5 by PFGE. The three methods identified identical genotypes, but there was not complete agreement among them.

Pulsed electric field assisted sol-gel preparation of TiO2 particles and their photocatalytic properties

The objective of this thesis was to study the effect of pulsed electric field on the preparation of TiO2 nanoparticles via sol-gel method. The literature part deals with properties of different TiO2 crystal forms, principles of photocatalysis, sol-gel method and pulsed electric field processing. It was expected that the pulsed electric field would have an influence on crystallite size, specific surface area, polymorphism and photocatalytic activity of produced particles. TiO2 samples were prepared by using different frequencies and treatment times of pulsed electric field. The properties of produced TiO2 particles were examined X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy and BET surface area analysis. The photocatalytic activities of produced TiO2 particles were determined by using them as photocatalysts for the degradation of formic acid under UVA-light. The photocatalytic activities of samples produced with sol-gel method were also compared with the commercial TiO2 powder Aeroxide® (Evonic Degussa GmbH). Pulsed electric field did not have an effect on the morphology of particles. Results from XRD and Raman analysis showed that all produced TiO2 samples were pure anatase. However, pulsed electric field did have an effect on crystallite size, specific surface area and photocatalytic activity of TiO2 particles. Generally, the crystallite sizes were smaller, specific surface areas larger and initial formic acid degradation rates higher for samples that were produced by applying the pulsed electric field. The higher photocatalytic activities were attributed to larger surface areas and smaller crystallite sizes. Though, with all of the TiO2 samples produced by the sol-gel method the initial formic acid degradation rates were significantly slower than with the commercial TiO2 powder.

Photocatalysis Studies under Visible Light Irradiation with TiO2 Obtained by Pulsed Electric Field Assisted Sol-Gel Method

The objective of this thesis was to study the effect of pulsed electric field on the preparation of TiO2 nanoparticles via sol-gel method under the visible light irradiation. The literature part introduces properties of different TiO2 crystal forms and principle of photocatalysis. It was expected that pulsed electric field would have an influence on degradation for oxalic acid and formic acid. TiO2 samples were prepared by using three frequencies (50Hz, 294Hz, and 963Hz) and two treatment times (12 minutes and 24 minutes) of pulsed electric field. The photocatalytic activities of TiO2 samples produced with sol-gel method were also compared with the TiO2 particles made by previous study and with the commercial TiO2 powder Aeroxide® (Evonic Degussa GmbH) at the same condition. Results show that pulsed electric field does have an effect on degradation for oxalic acid and formic acid. Generally, higher photocatalytic activities for oxalic acid and formic acid were obtained with lower frequency and longer treatment time of pulsed electric field.