EST-based identification of genes expressed in the hypothalamus of male orange-spotted grouper (Epinephelus coioides)

The orange-spotted grouper, Epinephelus coioides, is an important marine aquaculture fish, but its large-scale aquaculture has been hindered by the rarity of natural males because it is a protogynous hermaphroditic fish. Hypothalamus-pituitary-gonad is an important endocrine axis in regulating reproduction and sex differentiation. To reveal the molecular mechanism of hypothalamic physiological functions, we performed he studies on identification of genes expressed in the hypothalamus of male orange-spotted grouper using EST and RT-PCR strategy. A total of 1006 ESTs were sequenced, and 402 (39.96%) clones were identified as known genes and 604 (60.04%) as unknown genes. The 402 clones of known gene products represent transcripts of 18 1 genes. Moreover, the expression patterns of 26 unknown genes were analyzed in various tissues, such as liver, kidney, spleen, fat, heart, muscle, pituitary, hypothalamus, telencephalon, cerebellum, midbrain, medulla oblongata, ovary and testes. Five different categories of expression patterns were observed from them. Several unknown ESTs, such as DN551996, DN551998, DN552082, and DN552070, were detected to be hypothalamus-specific, brains-specific, or hypothalamus and gonad-specific genes. Interestingly, DN551996, not only exhibiting expression differences between ovary and testis, but also showing sex-dependent differences in hypothalamus of grouper, might play significant role in grouper reproduction or sex inversion. Further functional studies on these genes will provide more information on molecule regulation mechanism of sex inversion in groupers. (c) 2006 Elsevier B.V All fights reserved.

The Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus) as an in vivo model for endocrine disruption in freshwater teleosts: a full life-cycle test with diethylstilbestrol

Chinese rare minnow (Gobiocypris rarus), a freshwater teleost,. was exposed to diethylstilbestrol (DES) at 0.05, 0.5, 1 and 5 mug/L from fertilized eggs for up to mature period under flow-through condition. Several endpoints that related to development, reproductive fitness and transgenerational effects were evaluated. It was found that body length and body weight were significantly reduced and vitellogenin (Via) levels were significantly increased for fish exposed to DES. Histological examination showed that the sex ratios of F-0 fish skewed to female and about 2% of the fish exposed to 0.05 mug/L DES developed testes-ova. The reproductive success, as determined from data on egg production, was reduced in female fish exposed to 0.05, 0.5, 1 and 5 mug/L DES. The lowest-observed-effect concentrations (LOEC) for chances of sex ratios, reproductive success and histology alteration of F-0 are 0.05 mug/L. In the offspring, transgenerational effects on egg hatching rate. egg fertilization and Vtg levels of juvenile individuals were not observed. However. survival of F, generation fry significantly declined. The analysis of sex steroid levels revealed a significant decrease of testosterone (T) in the whole body homogenates (WBH) of male progeny and somewhat elevation of estradiol (E-T) in the WBH of female offspring. These findings indicate that exposure to DES causes a variety of developmental, reproductive and transgenerational effects. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Differential expression of thyroid-stimulating hormone beta subunit in gonads during sex reversal of orange-spotted and red-spotted groupers

We have cloned and characterized the full-length cDNA encoding thyroid-stimulating hormone beta-subunit (TSHbeta) from orange-spotted grouper Epinephelus coioides. It contains 913 nucleotides with an open reading frame encoding 146 amino acids with a 20 amino acid signal peptide. The grouper mature TSHbeta has 75, 70, 61, 59, 41, 42 and 40% identities to that of rainbow trout, Atlantic salmon, zebrafish, European eel, chicken. mouse and human, respectively. RT-PCR analysis indicated that the TSHbeta mRNA was expressed abundantly not only in pituitary but also in gonads. A more interesting finding is to reveal the differential TSHbeta expressions between the ovaries and the transitional gonads or testes in natural individuals of orange-spotted grouper and red-spotted grouper Epinephelus akaara, and in artificial sex reversal individuals of red-spotted grouper induced by MT feeding. In situ hybridization localization provided direct evidence that the TSHbeta was transcribed in the germ cells. In the growing oocytes, the TSHbeta transcripts were concentrated on the ooplasm periphery. In testicular tissues, the intensively expressed TSHbeta cells were found to be spermatogonia and spermatocytes in the spermatogenic cysts. This is the first report of a TSHbeta expressed in the gonads of any vertebrates in addition to the expected expression in the pituitary, and it expresses more transcripts in the gonads during sex reversal or testis than in the ovaries both in E. coioides and E. akaara. Importantly, the TSHbeta identification in germ cells allows us to further investigate the functional roles and the molecular mechanisms in gametogenesis of groupers, especially in sex reversal and in spermatogenesis. (C) 2004 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Observations on two species of phyllodistomes (Trematoda : Gorgoderidae) from fishes of the Hubei Province, central China, with an erection of Neophyllodistomum gen. n.

Two rare trematode species so far reported in the genus Phyllodistomum Braun, 1899, P. pawlovskii (Zmeev, 1936) and P. serrispatula Chin, 1963, were found in the urinary system the yellow catfish Pelteobagrus fulvidraco (Richardson) of Bao'an Lake (prevalence 8 %) and the swamp eel Monopterus albus (Zouiev) of Liangzi Lake (prevalence 6 9/6), respectively, from the Hubei Province, central China. In contrast to the original description, P. pawlovskii showed a considerable morphological variability particularly in the shape, size and topography of testes. A unique morphological feature of P. serrispatula is the presence of many conspicuous lateral outgrowths on the hindbody and, principally based on this character, a new genus Neophyl-lodistomum is erected (type species N. serrispatula (Chin, 1963) comb. n.)) to accommodate this species. Both trematode species are briefly redescribed. P. pawlovskii and N. serrispatula are reported for the first time from the Hubei Province and the former from the Yangtze River drainage system.

Induction of cytogenetic adaptive response in spermatogonia and spermatocytes by pre-exposure of mouse testis to low-dose C-12(6+) ions

To investigate the effects of pre-exposure of mouse testis to low-dose C-12(6+) ions on cytogenetics of spermatogonia and spermatocytes induced by subsequent high-dose irradiation. the testes of outbred Kun-Ming strain mice were irradiated with 0.05 Gy of C-12(6+) ions as the pre-exposure dose, and then irradiated with 2 Gy as challenging dose at 4 h after per-exposure. Poly(ADP-ribose) polymerase (PARPs) activity and PARP-1 protein expression were respectively measured by using the enzymatic and Western blot assays at 4 h after irradiation; chromosomal aberrations in spermatogonia and spermatocytes were analyzed by the air-drying method at 8 h after irradiation. The results showed that there was a significant increase in the frequency of chromosomal aberrations and significant reductions of PARP activity and PARP-1 expression level in the mouse testes irradiated with 2 Gy of C-12(6+) ions. However, pre-exposure of mouse testes to a low dose of C-12(6+) ions significantly increased PARPs activity and PARP-1 expression and alleviated the harmful effects induced by a subsequent high-dose irradiation. PARP activity inhibitor 3-aminobenzamide (3-AB) treatment blocked the effects of PARP-1 on cytogenetic adaptive response induced by low-dose C-12(6+) ion irradiation. The data suggest that pre-exposure of testes to a low dose of heavy ions can induce cytogenetic adaptive response to subsequent high-dose irradiation. The increase of PARP-1 protein induced by the low-dose ionizing irradiation may be involved in the mechanism of these observations. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Label free electrochemiluminescence protocol for sensitive DNA detection with a tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) modified electrode based on nucleic acid oxidation

Label free electrochemiluminescence (ECL) DNA detection based on catalytic guanine and adenine bases oxidation using tris(2,2'-bipyridyl)ruthenium(II) [Ru(bpy)(3)(2+)] modified glassy carbon (GC) electrode was demonstrated in this work. The modified GC electrode was prepared by casting carbon nanotubes (CNT)/Nafion/Ru(bpy)(3)(2+) composite film on the electrode surface. ECL signals of doublestranded DNA and their thermally denatured counterparts can be distinctly discriminated using cyclic voltammetry (CV) with a low concentration (3.04 x 10(-8) mol/L for Salmon Testes-DNA). Most importantly, sensitive single-base mismatch detection of p53 gene sequence segment was realized with 3.93 x 10(-10) mol/L employing CV stimulation (ECL signal of C/A mismatched DNA oligonucleotides was 1.5-fold higher than that of fully base-paired DNA oligonucleotides). Label free, high sensitivity and simplicity for single-base mismatch discrimination were the main advantages of the present ECL technique for DNA detection over the traditional DNA sensors.

Gonad development characteristics and sex ratio in triploid chinese shrimp (Fenneropenaeus chinensis)

This paper details for the first time the gonad development characteristics and sex ratio of triploid shrimp (Fenneropenaeus chinensis). In triploid shrimp the development of gonad is apparently impaired, especially in females. In the ovary of triploids, germ cells mainly remain at oogonia stage during September through December. From January to February of the next year, partial primary oocytes developed in the ovary lobes. Spermatocytes and spermatids could be observed in the testes of triploids, and a few sperm were observed in the vas deferens and spermatophores. The morphology of sperms in triploid shrimp was abnormal. Flow cytometry was used to detect the ploidy of sperm in the vas deferens. The data showed that triploidy could affect the sex ratio in Chinese shrimp. The female-to-male ratio in triploids of about 4:1 will favor triploid shrimp aquaculture.

高原鼠兔的季节性繁殖

A nnual changes of the rep roduct ive act ivity in adult male p lateau p ika (Ochotona curzoniae) , a small endemic mammal in Q inghai2T ibet P lateau, w ere invest igated from J anuary to December, 1991. A ll of the animals w ere k illed and decap itated during the nigh t (23:00～ 24:00) and the p lasma, p ineal glands, testes ep ididym is, sem inal vesicles, deferent ducts were co llected and used for biochemical, and histo logical studies. Significant changes associated with seasonal cycles were found. (1) In February～ early April, the restoration phase, the weights of testes, epididym ides and deferent ducts were increased; the process of sperm atogenesis was strengthened and testo sterone level in plasma was increased, but the pineal weight and its melatonin content were decreased. (2) During the middle of April～ late May, the sexually active phase, a significant elevation of gonadal activity was observed. In this period, gonadalw eights were increased, spermatogenesis was completed, pineal weights were decreased and melatonin contents were fluctuated at alow level. These results suggested the increasing in sexual activity as well as in the ability of testo sterone secretion. (3) A striking reduction of test icular activity appears in June～A ugust. In this inhibition phase, gonada lweight, process of sperm atogenesis, plasma testo sterone level were decreased while the pineal weight and pineal melatonin content were increased. (4) During Sep tember～ J anuary, the sexually quiescent phase, declining in weights of testes and epididymides, arrest of spermatogenesis, decreasing of plasma testo sterone concent ration, fluctuating in pineal weights and increasing in pinealmelatonin level were observed. Our findings indicated that the male pikas under natural conditions exhibited an annual rep roductive cycle. A possible relationship between pineal activity and reproductive function was also suggested.

Reproduction and behavior of plateau pikas (Ochotona curzoniae Hodgson) under predation risk: A field experiment

The mixture of the feces and urine of the red fox (Vulpes vulpes Linnaeus) was used to increase the perception of predation risk of plateau pikas (Ochotona curzoniae Hodgson) in the field. The influence of the predation risk on the reproduction and behavior of plateau pikas was examined through comparing reproductive characteristics and five different kinds of behavior between treatment and control plots. The results showed that 1) the body weight of the pikas was not significantly different between treatment and control plots. 2) The reproductive period of the pikas extended from March to later August in both treatment and control plots. The pregnant ratio, developed testes ratio, reproductive success and sex ratio of the pikas were not significantly different between the treatment and control plots. 3) The pikas increased their observing and calling frequencies and decreased their moving and feeding frequencies when exposed to red fox's feces and urine. 4) The increased red fox's feces and urine had no influence on the behavior of the pikas when the number of their natural enemies increased; the pikas obviously increased the observing frequencies and sharply decreased the calling frequency so as to decrease the direct predation risk. 5) There were no significantly behavioral differences between males and females as well as between adults and young. 6) The results reject the hypothesis 1 that the red fox's feces and urine as indirect predation risk suppresses the reproduction of the pikas and support the hypothesis 2 that the pikas can make decision by changing behavior to avoid the predation risk they encountered whenever.

Genética molecular aplicada à qualidade da carne bovina.

A manutenção da competitividade da bovinocultura de corte nacional nos mercados interno e externo implica a produção de carne com máxima eficiência e com um padrão de qualidade que atenda aos mercados mais exigentes. Dentre os fatores que determinam a qualidade da carne estão os atributos organolépticos e, dentre esses, a maciez é o principal quesito de avaliação ou apreciação por parte do consumidor. Sabe-se que há inúmeros fatores que afetam a maciez da carne bovina, como a raça do animal e os manejos pré e pós-abate. No entanto, mesmo existindo diferentes padrões de maciez entre as raças, a variação mais importante é aquela que ocorre em uma mesma raça. Por isso, a identificação precoce de animais que apresentam potencial para produção de carne mais macia, por meio da utilização de testes de DNA, constitui uma ferramenta importante para viabilizar a seleção dos reprodutores que possuam essas características, aumentando, assim, a qualidade da carne do rebanho comercial. Os ganhos genéticos poderão ser acelerados com a integração das descobertas sobre as bases genéticas e moleculares que regulam tais características aos programas de melhoramento clássico, permitindo a formação de rebanhos mais uniformes quanto às características dos produtos derivados. Para que o Brasil não só mantenha, mas também aumente sua competitividade no mercado mundial da carne, é extremamente importante que essas novas tecnologias sejam incorporadas aos programas de melhoramento genético animal, a fim de gerar informações e conhecimentos que irão garantir novos avanços qualitativos e quantitativos em médio e longo prazos nos rebanhos zebuínos e cruzados. Um dos esforços da Embrapa Gado de Corte na busca da produção de conhecimentos científicos e tecnológicos necessários para a difusão e adoção desta nova tecnologia se concretizou com a criação, em 2007, da área de Biologia Molecular aplicada ao Melhoramento Animal, visando ao desenvolvimento de novos produtos e/ou processos que sejam capazes de agregar qualidade e valor econômico ao produto final.

ELISA com MSP5 recombinante truncada para detecção de anticorpos contra Anaplasma marginale em bovinos.

Os objetivos buscados pelos autores neste estudo foram produzir e solubilizar a proteína MSP5 recombinante truncada de Anaplasma marginale e avaliar seu desempenho em um ensaio de imunoadsorção enzimática indireto para detecção de anticorpos contra a riquétsia. O gene msp5, exceto a região N-terminal hidrofóbica, foi amplificado por reação em cadeia da polimerase, clonado em plasmídeo pTrcHis-TOPO e expresso em Escherichia coli. A solubilização da proteína recombinante foi avaliada em diferentes pHs e concentrações de uréia. A sensibilidade e a especificidade do ensaio foram avaliados testando-se 66 soros de animais infectados experimentalmente com A. marginale e 96 soros negativos, com o estado de infecção desses animais confirmado por reação em cadeia da polimerase. Um total de 1.666 amostras de soros bovinos, provenientes do Brasil - Rio Grande do Sul (73), Mato Grosso do Sul (91), Pernambuco (86), Bahia (314) e Minas Gerais (267), assim como do Uruguai (32) e Costa Rica (803) foram testadas nos ELISAs com MSP5 truncada e com MSP1a recombinantes, e a concordância entre os dois testes foi avaliada. O ELISA indireto com MSP5 truncada foi capaz de detectar animais infectados com 96,97% de sensibilidade e 100% de especificidade. Nos animais infectados experimentalmente, o ELISA detectou anticorpos do 12o dia após a inoculação (DPI) até o último dia de observação (37o DPI). Os ELISAs para MSP5 e MSP1a apresentaram concordância de 95,67%, com índice kappa de 0,81. Os resultados discordantes apresentaram uma diferença significativa (P < 0,001). Anticorpos contra A. marginale foram detectados em animais de todas asregiões estudadas. O ELISA com MSP5 recombinante truncada apresentou bom desempenho na detecção de anticorpos contra A. marginale, com alta sensibilidade e especificidade, representando uma importante ferramenta para o diagnóstico da anaplasmose bovina em estudos epidemiológicos.

Diagnóstico da resistência do carrapato-do-boi a carrapaticidas em Mato Grosso do Sul.

No Brasil, casos de resistência do carrapato-do-boi [Rhipicephalus (Boophilus) microplus] aos acaricidas organofosforados têm sido relatados a partir do início dos anos de 1970 e, aos piretróides, no fi nal dos anos de 1980. Desde então, as reclamações de produtores quanto a esse problema vêm se avolumando em todas as regiões pecuárias. Por isso, torna-se importante conhecer bem a real situação de sua resistência e caracterizar adequadamente seu controle a fi m de torná-lo mais efi ciente e reduzir seu custo. Este estudo objetivou avaliar a suscetibilidade de populações de R. (B.) microplus em relação a acaricidas de distintas classes e caracterizar seu controle no Estado de Mato Grosso do Sul. Para tanto, foram realizados bioensaios toxicológicos com carrapatos obtidos em bovinos de propriedades de gado de corte e de leite em onze das principais regiões produtivas do Estado: Três Lagoas, Dourados, Alto Taquari, Iguatemi, Baixo Pantanal, Campo Grande, Bodoquena, Paranaíba, Aquidauana, Nova Andradina e Cassilândia. A escolha das propriedades amostradas priorizou aquelas com histórico de problemas críticos no controle químico dos carrapatos, mas, na ausência deles em condições de realizar os testes com tal precedente histórico, as fazendas foram escolhidas por consulta conforme a disponibilidade de carrapatos. Nos testes de suscetibilidade foi utilizada a técnica de imersão de teleóginas (cinco minutos), com posterior avaliação de parâmetros biológicos. Na imersão foram utilizados doze acaricidas comerciais (totalizando sete princípios ativos pertencentes a quatro classes distintas): amitraz; diazinon; cipermetrina; clorpirifós + cipermetrina + citronelal; diclorvós (DDVP) + clorfenvinfós; cimiazole + cipermetrina; etion + cipermetrina; DDVP + clorpirifós; clorpirifós + cipermetrina; cipermetrina + clorpirifós + butóxido de piperonila + citronelal e cipermetrina + clorfenvinfós. Após a imersão (lotes de no mínimo 10 teleóginas por produto), as teleóginas foram secas e mantidas em câmara climatizada por 30 dias para a avaliação de parâmetros reprodutivos, tais como: peso da postura (no 16o dia), taxa de eclosão e efi ciência reprodutiva (no 40o dia). Foram considerados eficazes os produtos cuja efi cácia foi igual ou superior a 95%, critério este estabelecido pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa) para o registro de novos produtos. Em todas as propriedades foi verificada resistência a pelo menos um produto carrapaticida, havendo diversas propriedades com resistência de até 100% a um ou mais princípios ativos. Constatou-se que a efi cácia dos produtos piretróides nas populações amostradas foi, em geral, inferior a 70%, não sendo recomendado seu uso nas propriedades visitadas. Dentre os doze produtos avaliados, apenas dois produtos, DDVP 60% + clorfenvinfós 20% (97,68%) e Cipermetrina 15% + clorpirifós 25% + butóxido de piperonila 15% + citronelal 1% (100%), apresentaram efi cácia média superior a 95% e devem controlar satisfatoriamente as infestações pelo carrapato em condições de campo. Paralelamente, observou-se que os pecuaristas utilizam, também, produtos não autorizados ou sem registro ofi cial e efetuam diferentes combinações de produtos a seu dispor, incluindo produtos caseiros ou específi cos para uso agrícola, em função da ausência de um programa nacional de controle do carrapato bovino.

Efeito da solarizacao sobre a producao de tomate de mesa e de industria em uma estufa modelo capela.

A tecnologia de controle de nematóides nos solos de estufas, em uso, envolvem o uso de processos físicos(vapor), físicos/químicos e químicos que são onerosos, insalubres, de difíceis manuseio e poluidores do meio ambiente. Esta pesquisa tem por objetivo adaptar o processo de solarização de solos, para as condições de plantio protegido de tomate do DF. Os testes com 6 cultivares desenvolvidas em áreas infestadas como Meloidogyne incognita raça 1 e Meloidogyne javanica e com solarização evidenciaram a eficácia da tecnologia de solarização no controle de nematóides de galhas.

Avaliação ambiental integrada para licenciamento de operação de áreas de pesquisa (Loap) com plantas geneticamente modificadas: estudo de caso do mamão geneticamente modificado para resistência ao vírus da mancha anelar.

O Brasil possui oportunidades, competência, infra-estrutura institucional e legislação que permitem desenvolver a biotecnologia agropecuária com satisfatórias condições de biossegurança. A incorporação de construções genéticas para resistência a pragas e doenças, adaptação de variedades a condições ambientais adversas, com acréscimo de valor nutricional ou inclusão de características de valor farmacêutico, podem consolidar a posição do país na produção de grãos, fibras e oleaginosas de maior valor agregado. Ao lado dos estudos de segurança alimentar, são necessárias respostas que garantam a segurança de produtos geneticamente modificados para o meio ambiente. Para tanto, métodos científicos devem ser utilizados na construção de cenários que possibilitem determinar o alcance dos efeitos ambientais de organismos geneticamente modificados, com potencial de causar impacto ambiental negativo, antes mesmo que sejam realizados testes de campo. O estudo destas possíveis influências pode ser realizado empregando-se avaliações de impactos ambientais (AIAs), que definem-se como procedimentos para a previsão, a análise e a seleção de tecnologias, projetos e políticas de desenvolvimento, que minimizem alterações negativas da qualidade ambiental.

Avaliação da atividade inseticida em espécies de plantas do Pantanal Matogrossense.

As substâncias produzidas por plantas através de metabolismo secundário, podem apresentar atividades biológicas diversas e algumas podem ser de interesse para aplicações em controle de insetos. Neste trabalho foram avaliadas 14 espécies de plantas do Pantanal Mato-grossense, quanto a atividade inseticida, utilizando como organismos-testes, Spodoptera frugiperda e Anticarsia gemmatalis. Os melhores resultados foram obtidos com Sebastiania hispida, Annona dioica, A. cornifolia, Fagara hassleriana e Unonopsis lindimanii.