Physical-chemical and microbiological changes in Cerrado Soil under differing sugarcane harvest management systems

Background: Sugarcane cultivation plays an important role in Brazilian economy, and it is expanding fast, mainly due to the increasing demand for ethanol production. In order to understand the impact of sugarcane cultivation and management, we studied sugarcane under different management regimes (pre-harvest burn and mechanical, unburnt harvest, or green cane), next to a control treatment with native vegetation. The soil bacterial community structure (including an evaluation of the diversity of the ammonia oxidizing (amoA) and denitrifying (nirK) genes), greenhouse gas flow and several soil physicochemical properties were evaluated. Results: Our results indicate that sugarcane cultivation in this region resulted in changes in several soil properties. Moreover, such changes are reflected in the soil microbiota. No significant influence of soil management on greenhouse gas fluxes was found. However, we did find a relationship between the biological changes and the dynamics of soil nutrients. In particular, the burnt cane and green cane treatments had distinct modifications. There were significant differences in the structure of the total bacterial, the ammonia oxidizing and the denitrifying bacterial communities, being that these groups responded differently to the changes in the soil. A combination of physical and chemical factors was correlated to the changes in the structures of the total bacterial communities of the soil. The changes in the structures of the functional groups follow a different pattern than the physicochemical variables. The latter might indicate a strong influence of interactions among different bacterial groups in the N cycle, emphasizing the importance of biological factors in the structuring of these communities. Conclusion: Sugarcane land use significantly impacted the structure of total selected soil bacterial communities and ammonia oxidizing and denitrifier gene diversities in a Cerrado field site in Central Brazil. A high impact of land use was observed in soil under the common burnt cane management. The green cane soil also presented different profiles compared to the control soil, but to at a lesser degree.

Abundance and Genetic Diversity of nifH Gene Sequences in Anthropogenically Affected Brazilian Mangrove Sediments

Although mangroves represent ecosystems of global importance, the genetic diversity and abundance of functional genes that are key to their functioning scarcely have been explored. Here, we present a survey based on the nifH gene across transects of sediments of two mangrove systems located along the coast line of Sao Paulo state (Brazil) which differed by degree of disturbance, i.e., an oil-spill-affected and an unaffected mangrove. The diazotrophic communities were assessed by denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE), quantitative PCR (qPCR), and clone libraries. The nifH gene abundance was similar across the two mangrove sediment systems, as evidenced by qPCR. However, the nifH-based PCR-DGGE profiles revealed clear differences between the mangroves. Moreover, shifts in the nifH gene diversities were noted along the land-sea transect within the previously oiled mangrove. The nifH gene diversity depicted the presence of nitrogen-fixing bacteria affiliated with a wide range of taxa, encompassing members of the Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria, Firmicutes, and also a group of anaerobic sulfate-reducing bacteria. We also detected a unique mangrove-specific cluster of sequences denoted Mgv-nifH. Our results indicate that nitrogen-fixing bacterial guilds can be partially endemic to mangroves, and these communities are modulated by oil contamination, which has important implications for conservation strategies.

Cell-sealing efficiency and reproductive workers in the species Melipona bicolor (Hymenoptera, Meliponini): double standard and possible rogue conduct

In many hymenopteran insect societies, selfish workers are policed, as selfishness can negatively affect the average inclusive fitness of one or both castes by reducing either the degree of average relatedness to the colony's male offspring or colony efficiency. In stingless bees, the rapid capping of brood cells could aid in controlling selfishness; to this end, we studied cell-sealing efficacy in Melipona bicolor. Execution of cell sealing was found to be both rapid and almost continuous. Comparing the performance of reproductive and non-reproductive workers, the former sealed the cells more efficiently when they contained their own eggs, but less so when the queens' eggs were involved. We argue that the occurrence of disruptions in cell sealing through self-serving reproductive workers is capable of undermining sealing efficacy as a policing instrument, thus making reproductive workers potential rogue individuals.

The Selection Exerted by Oil Contamination on Mangrove Fungal Communities

Mangrove ecosystems are tropical environments that are characterized by the interaction between the land and the sea. As such, this ecosystem is vulnerable to oil spills. Here, we show a culture-independent survey of fungal communities that are found in the sediments of the following two mangroves that are located on the coast of Sao Paulo State (Brazil): (1) an oil-spill-affected mangrove and (2) a nearby unaffected mangrove. Samples were collected from each mangrove forest at three distinct locations (transect from sea to land), and the samples were analyzed by quantitative PCR and internal transcribed spacer (ITS)-based PCR-DGGE analysis. The abundance of fungi was found to be higher in the oil-affected mangrove. Visual observation and correspondence analysis (CA) of the ITS-based PCR-DGGE profiles revealed differences in the fungal communities between the sampled areas. Remarkably, the oil-spilled area was quite distinct from the unaffected sampling areas. On the basis of the ITS sequences, fungi that are associated with the Basidiomycota and Ascomycota taxa were most common and belonged primarily to the genera Epicoccum, Nigrospora, and Cladosporium. Moreover, the Nigrospora fungal species were shown to be sensitive to oil, whereas a group that was described as "uncultured Basidiomycota" was found more frequently in oil-contaminated areas. Our results showed an increase in fungal abundance in the oil-polluted mangrove regions, and these data indicated potential fungal candidates for remediation of the oil-affected mangroves.

Biowaiver monographs for immediate-release solid oral dosage forms: Stavudine

Literature data relevant to the decision to allow a waiver of in vivo bioequivalence (BE) testing for the approval of immediate-release (IR) solid oral dosage forms containing stavudine (d4T) are reviewed. According to Biopharmaceutics Classification System (BCS), d4T can be assigned to BCS class I. No problems with BE of IR d4T formulations containing different excipients and produced by different manufacturing methods have been reported and, hence, the risk of bioinequivalence caused by these factors appears to be low. Furthermore, d4T has a wide therapeutic index. It is concluded that a biowaiver is appropriate for IR solid oral dosage forms containing d4T as the single active pharmaceutical ingredient (API) provided that (a) the test product contains only excipients present in the IR d4T drug products that have been approved in a number of countries for the same dosage form, and (b) both test product and its comparator are either very rapidly dissolving or rapidly dissolving with similarity of dissolution profiles demonstrated at pH 1.2, 4.5, and 6.8. (c) 2011 Wiley Periodicals, Inc. and the American Pharmacists Association J Pharm Sci 101:1016, 2012

Structure and Ionic Conductivity in the Mixed-Network Former Chalcogenide Glass System [Na2S](2/3)[(B2S3)(x)(P2S5)(1-x)](1/3)

Glasses in the system [Na2S](2/3)[(B2S3)(x)(P2S5)(1-x)](1/3) (0.0 <= x <= 1.0) were prepared by the melt quenching technique, and their properties were characterized by thermal analysis and impedance spectroscopy. Their atomic-level structures were comprehensively characterized by Raman spectroscopy and B-11, P-31, and Na-23 high resolution solid state magic-angle spinning (MAS) NMR techniques. P-31 MAS NMR peak assignments were made by the presence or absence of homonuclear indirect P-31-P-31 spin-spin interactions as detected using homonuclear J-resolved and refocused INADEQUATE techniques. The extent of B-S-P connectivity in the glassy network was quantified by P-31{B-11} and B-11{P-31} rotational echo double resonance spectroscopy. The results clearly illustrate that the network modifier alkali sulfide, Na2S, is not proportionally shared between the two network former components, B and P. Rather, the thiophosphate (P) component tends to attract a larger concentration of network modifier species than predicted by the bulk composition, and this results in the conversion of P2S74-, pyrothiophosphate, Na/P = 2:1, units into PS43-, orthothiophosphate, Na/P = 3:1, groups. Charge balance is maintained by increasing the net degree of polymerization of the thioborate (B) units through the formation of covalent bridging sulfur (BS) units, B S B. Detailed inspection of the B-11 MAS NMR spectra reveals that multiple thioborate units are formed, ranging from neutral BS3/2 groups all the way to the fully depolymerized orthothioborate (BS33-) species. On the basis of these results, a comprehensive and quantitative structural model is developed for these glasses, on the basis of which the compositional trends in the glass transition temperatures (T-g) and ionic conductivities can be rationalized. Up to x = 0.4, the dominant process can be described in a simplified way by the net reaction equation P-1 + B-1 reversible arrow P-0 + B-4, where the superscripts denote the number of BS atoms for the respective network former species. Above x = 0.4, all of the thiophosphate units are of the P-0 type and both pyro-(B-1) and orthothioborate (B-0) species make increasing contributions to the network structure with increasing x. In sharp contrast to the situation in sodium borophosphate glasses, four-coordinated thioborate species are generally less abundant and heteroatomic B-S-P linkages appear to not exist. On the basis of this structural information, compositional trends in the ionic conductivities are discussed in relation to the nature of the charge-compensating anionic species and the spatial distribution of the charge carriers.

Beyond "Cirrhosis" A Proposal From the International Liver Pathology Study Group

Cirrhosis is a moiphologic term that has been used for almost 200 years to denote the end stage of a variety of chronic liver diseases. The term implies a condition with adverse prognosis due to the well-known complications of portal hypertension, hepatocellular carcinoma, and liver failure. However, recent advances in the diagnosis and treatment of chronic liver diseases have changed the natural history of cirrhosis significantly. This consensus document by the International Liver Pathology Study Group challenges the usefulness of the word cirrhosis in modern medicine and suggests that this is an appropriate time to consider discontinuing the use of this term. The role of pathologists should evolve to the diagnosis of advanced stage of chronic liver disease, with emphasis on etiology, grade of activity, features suggestive of progression or regression, presence of other diseases, and risk factors for malignancy, within the perspective of an integrated clinicopathologic assessment.

Hemiklonale Vererbung im hybridogenetischen Rana grafi-Komplex (Anura: Ranidae)

Hemiklonale Vererbung im hybridogenetische Rana grafi-Komplex (Anura: Ranidae)Im Rahmen der vorliegenden Studie wurde eine großflächige Untersuchung an südfranzösischen Wasserfröschen durchgeführt. Es wurden 31 Populationen mit 918 Tieren beprobt und mit Referenzproben genetisch verglichen. Die Genotypen der Tiere wurden mittels Allozymelektrophorese an sieben diagnostischen Loci bestimmt. Für Teilproben wurde das Alter, die Fläche der Erythrocyten und der DNA-Gehalt bestimmt. Die wichtigsten Ergebnisse der unterschiedlichen methodischen Ansätze lassen sich wie folgt zusammenfassen:(1) Es wurden neben einem großen Anteil von R. grafi (452 Tiere), R. perezi (200 Tiere) und R. ridibunda (254 Tiere) auch ein R. esculenta und zwei R. lessonae in der Camargue nachgewiesen.(2) Die Geschlechterverhältnisse der einzelnen Taxa waren stark gestört. Dies gilt besonders für den Hybriden R. grafi mit einem Männchenanteil von nur 7,3%. Das Geschlechterverhältnis von R. ridibunda ist besonders in PGR-Population zu Gunsten von Weibchen verschoben. Eine Modellierung von Populationen zeigt, daß wahrscheinlich R. grafi-Männchen durch eine gestörte Gametogenese für die gestörten Geschlechtsverhältnisse seiner Parentalformen verantwortlich ist.(3) Die genetische Analyse zeigt eine unerwartet hohe genetische Variabilität von R. ridibunda im Vergleich zu R. perezi und eine geographische Varianz der genetischen Variabilität in allen untersuchten Taxa. Die genetische Variabilität zeigte bei allen Wasserfroschformen in der Camargue ein Maximum.(4) Die hohe genetische Variabilität geht hauptsächlich, neben Einführung von verschiedenen genetischen R. ridibunda-Linien, auf Introgression zurück.

Quantensimulationen physisorbierter Molekülschichten auf Graphit

Mit Hilfe der Pfadintegral-Monte Carlo-Methode werdenPhasendiagramme von physisorbierten Molekülschichten aufGraphit untersucht. Die Verwendung von realistischen Potenzialen sowie dieBehandlung aller translatorischen und rotatorischenFreiheitsgrade erlaubt einen quantitativen Vergleich mit denExperimenten.Krypton-Atome bilden in der Monolage ein kommensurablesGitter mit den Atomen über der Mitte jeder drittenGraphitwabe.Die Vorgänge am Schmelzübergang werden von der Desorptioneiniger Atome dominiert. Die Argon-Schicht auf Graphit ist dagegen inkommensurabel.Zweiatomigen Stickstoff-Moleküle bilden eineorientierungsgeordnete Tieftemperaturphase(Fischgrät-Struktur). Quantenfluktuationen führen zu einer Erniedrigung der mitklassischen Methoden berechneten Phasenübergangstemperaturum 12%.Damit wird der experimentelle Wert von 28 K erreicht.Die Anisotropie und das Dipolmoment von Kohlenmonoxid führenzu einer dipolar geordneten Tieftemperaturphase.Die experimentell nicht geklärte Struktur kann in derQuantensimulation als antiferroelektrischeFischgrät-Struktur identifiziert werden.Der Phasenübergang liegt mit 6 K sehr nahe am Experiment(5.2 K).Für die Argon-Stickstoff-Mischsysteme wird dasPhasendiagramm in der Konzentrations(x)-Temperatur(T)-Ebeneerstellt. Die Übergangstemperaturen decken sich mit denen desExperiments.In Konfigurationen mit zufälliger Teilchenbesetzung weisen die linearen Moleküle ab Argon-Konzentrationen von10% ein Orientierungsglas-Verhalten auf.Durch einen zusätzlichen Teilchenaustausch wird in denMischsystemen die Bildung einer Windrad-Phase ermöglicht, inder die Argon-Atome eine Überstruktur annehmen.Diese Phase wird experimentell imArgon-Kohlenmonoxid-Mischsystem vorgefunden, dessenx-T-Phasendiagramm in guter Übereinstimmung mit denSimulationsergebnissen steht.Die explizite Berücksichtigung der Quantenmechanik in denComputersimulationen liefert wesentliche Beiträge zurKlärung des Phasenverhaltens und der Bestimmung vonÜbergangstemperaturen der Tieftemperaturstrukturen.

Zeitaufgelöste Fluoreszenzmessungen zur Faltung und Pigmentbindung des Lichtsammlerproteins LHC II aus Photosystem II

Zusammenfassung Der Lichtsammlerkomplex (LHCII) aus PhotosystemII hoeherer Pflanzen kann in vitro rekonstituiert werden. Es werden drei Reaktionszeiten (<10 s; <1 min; <10 min) aufgeloest. Dabei werden bei allen Reaktionszeiten Pigmente durch das Apoprotein gebunden. Chlorophylle (Chl a und Chl b) und Xanthophylle wirken limitierend auf die Rekonstitution. Chl a beschleunigt die zweite Reaktionszeit, ein ausgeglichenes Chl a/b-Verhaeltnis verkürzt die dritte Reaktionszeit. Ein molekularer Mechanismus als Interpretation dieser Effekte wird vorgeschlagen. Native Lipide verlaengern nichtspezifisch die Rekonstitution. Abiotische Faktoren haben einen spezifischen Einfluss auf die Rekonstitution. Spezifische Einfluesse der o. a. Bedingungen auf die thermische Stabilitaet des rekonstituierten LHCII wurden bestimmt.

Messung der paritätsverletzenden Neutronenspin-Rotation in 139 La unter Einsatz von 3 He-Neutronenspin-Filtern

Die Machbarkeit der Detektion einer P,T-Verletzung in der Neutron-Kern-p-Wellenresonanz von La-139 wird untersucht. Als experimentelleVerbesserung wurde der He-3- Neutronenspin- Filter (He-3-NSF) getestet. Mit einem He-3-NSF als Polarisationsanalysator wurde die rein P-verletzende Neutronenspin-Rotation in 139La erstmals mit guter Genauigkeit unmittelbar in der Resonanz bestimmt. Das schwache Matrixelement betrug v=1.51(5)stat(7)syst meV. Es wurde ein adiabatischer He-3-Spin-Rotator entwickelt und erfolgreich getestet, welcher es erlaubt, die Richtung der He-3-Polarisation einzustellen. Dies kann die bei Polarisationsmessungen üblichen Spinpräzessionsspulen ersetzen. Das Problem der Unterdrückung apparativer Falscheffekte während einer P,T-Detektion wird diskutiert und konnte jedoch noch nicht gelöst werden.

Synthese und Struktur-Eigenschafts-Beziehungen von Oligo- und Poly(2,5-dipropoxy-1,4-phenylenethinylen)en

Oligomere mit konjugierten pi-Elektronensystemen sind für die Materialwissenschaften von großer Bedeutung. Die vielfältigen und umfangreichen Forschungen auf diesem Gebiet gründen im Potenzial dieser Substanzklassen, das im Bereich der Laserfarbstoffe, Leuchtdioden, Photoleiter, optische Schalter oder auch der molekularen Elektronik angesiedelt ist. Zu diesen gehören auch die in dieser Arbeit synthetisierten und untersuchten Phenylenethinylene. Die Herstellung der Oligomere erfolgt nach der Methode von Sonogashira und Hagihara. Dabei wird ein Halogenaren mit einer Alkinkomponente zur Reaktion gebracht. Als Katalysator dient dabei ein Gemisch aus Bis(triphenylphosphin-palladiumdichlorid), Kupfer-(I)-iodid und Triphenylphosphin. Verwendung fanden bei der Synthese zwei Arten von Schutzgruppen. Es handelt sich dabei einerseits um die Trimethylsilyl- und die Triisopropylsilyl-Funktion, die unabhängig voneinander in ein System eingeführt werden und selektiv wieder entfernt werden können. Die zweite Art sind die Halogene Brom und Iod, die aufgrund ihrer Eigenschaft vielmehr als 'dormant group' bezeichnet werden müssen. Eine Ethinylierung führt zunächst zur Substitution des Iod- und anschließend des Bromatoms. Die so erhaltenen Oligomere werden mit verschiedenen spektroskopischen Methoden untersucht. Besonderes Interesse liegt dabei auf der Bestimmung der effektiven Konjugationslänge (EKL). Damit ist es möglich, die Länge des konjugierten Systems zu bestimmen, das für die betreffenden Eigenschaften des entsprechenden Polymers maßgeblich ist. Das nichtlineare optische Verhalten der Oligomere wird mittels der Third-Harmonic-Generation-Methode (THG) gemessen. Die resultierende Größe, die Suszeptibilität 3. Ordnung, gibt Aufschluß über mögliche industrielle Anwendungen.