Metallomics and chemical speciation: towards a better understanding of metal-induced stress in plants

Most metal ions are toxic to plants, even at low concentrations, despite the fact that some are essential for growth and play key roles in metabolism. The majority of metals induce the formation of reactive oxygen species, which require the synthesis of additional antoxidant compounds and enzymes for their removal. New techniques that have greatly improved the identification, localisation and quantification of metals within plant tissues have led to the science of metallomics. This advancement in knowledge should eventually allow the characterisation of plants used in the process of phytoremediation of soils contaminated with toxic metals.

Bacterial stimulation of copper phytoaccumulation by bioaugmentation with rhizosphere bacteria

Copper contaminated areas pose environmental health risk to living organisms. Remediation processes are thus required for both crop production and industrial activities. This study employed bioaugmentation with copper resistant bacteria to improve phytoremediation of vineyard soils and copper mining waste contaminated with high copper concentrations. Oatmeal plant (Avena sativa L) was used for copper phytoextraction. Three copper resistant bacterial isolates from oatmeal rhizosphere (Pseudomonas putida A1 Stenotrophomonas maltophilia A2 and Acinetobacter calcoaceticus A6) were used for the stimulation of copper phytoextraction. Two long-term copper contaminated vineyard soils (Mollisol and Inceptisol) and copper mining waste from Southern Brazil were evaluated. Oatmeal plants substantially extracted copper from vineyard soils and copper mining waste. As much as 1549 mg of Cu kg(-1) dry mass was extracted from plants grown in Inceptisol soil. The vineyard Mollisol copper uptake (55 mg Cu kg(-1) of dry mass) in the shoots was significantly improved upon inoculation of oatmeal plants with isolate A2 (128 mg of Cu kg(-1) of shoot dry mass). Overall oatmeal plant biomass displayed higher potential of copper phytoextraction with inoculation of rhizosphere bacteria in vineyard soil to the extent that 404 and 327 g ha(-1) of copper removal were respectively observed in vineyard Mollisol bioaugmented with isolate A2 (S. maltophilia) and isolate A6 (A. calcoaceticus). Results suggest potential application of bacterial stimulation of phytoaccumulation of copper for biological removal of copper from contaminated areas. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Fitorremediação de solo contaminado com picloram por capim-pé-de-galinha-gigante (Eleusine coracana)

O longo efeito residual do herbicida picloram no solo aumenta o risco de lixiviação e de fitotoxicidade em culturas sucedâneas; sua presença no solo pode ser abreviada com o uso da fitorremediação. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da densidade populacional de capim-pé-de-galinha-gigante (Eleusine coracana) sobre a fitorremediação de solo contaminado com o herbicida picloram. O experimento foi realizado em casa de vegetação localizada no município de Rio Verde-GO, no período de setembro de 2006 a fevereiro de 2007. Os tratamentos foram compostos pela combinação entre quatro densidades populacionais da espécie vegetal Eleusine coracana (capim-pé-de-galinha-gigante) (0, 7, 14 e 21 plantas por vaso, correspondendo a 0, 172, 344 e 516 plantas m-2, respectivamente) e três doses do picloram (0, 80 e 160 g ha-1 - aplicadas diretamente nos vasos, simulando níveis de contaminação do solo). Após o cultivo da espécie vegetal fitorremediadora no substrato por 100 dias, efetuou-se, no próprio vaso, a semeadura da soja (Glycine max L.), espécie utilizada como bioindicadora da presença do picloram. A espécie Eleusine coracana mostrou ter capacidade de remediar solos contaminados com o herbicida picloram. A partir de 172 plantas m-2, aumentos na densidade populacional da espécie fitorremediadora não proporcionaram redução de carryover do herbicida picloram sobre a cultura da soja semeada em sucessão.

Cultivo in vitro de Crambe abyssinica Hochst. : germinação, micropropagação, estabilidade genética e anatomia foliar

Crambe (Crambe abyssinica) pertence à família Brassicaceae, originário da Etiópia e principalmente destinado à produção de forragem (30 a 32% de proteína bruta). Atualmente, tem sido bastante cultivado visando à extração de óleo vegetal. Com os atuais incentivos à busca de fontes de energias renováveis, o cultivo de crambe vem ganhando papel de destaque na produção de biodiesel por suas diversas vantagens, como: (a) rápido ciclo de vida (colhida em torno de 90 dias); (b) alta produção de biomassa; (c) alta produtividade de sementes (1000 e 1500 kg ha-1); (d) menor custo de produção em relação a outras fontes oleaginosas, como, canola, girassol e soja; (e) um percentual de óleo total na semente entre 32 e 38%, superando, por exemplo, a soja; (f) potencial de fitorremediação, eficiente na descontaminação de arsênio, cromo e outros metais pesados; e (g) elevado percentual de ácido erúcico (50 a 60%) sendo útil na indústria de plástico e lubrificante. Devido aos poucos trabalhos realizados com crambe, abre-se um vasto campo de investigações científicas que tenham como objetivo desenvolver as potencialidades dessa cultura e, consequentemente, melhorar os aspectos agronômicos e tecnológicos para seu emprego na indústria de biodiesel. Nesse contexto, as técnicas de cultivo in vitro foram importantes tanto para a propagação massal, quanto como ferramenta para uma possível aplicação de outras técnicas biotecnológicas, contribuindo para uma produção homogênea, fiel e em larga escala. Portanto, este trabalho teve como objetivo geral avaliar as condições mais favoráveis à germinação, estabelecimento in vitro e micropropagação de Crambe abyssinica Hochst., além de verificar possíveis alterações genéticas e anatômicas, possibilitando a regeneração e produção de plântulas viáveis. Para a germinação e estabecimento in vitro de crambe, as condições mais favoráveis foram em meio B5 ou WPM, na presença ou ausência de pericarpo e na presença de luz. Na micropropagação dessa espécie, uma frequência satisfatória de regeneração de brotos foi obtida a partir de segmentos apicais utilizados como explante em meio contendo 5 μM de BAP (6- benzilaminopurina), e o alongamento foi satisfatório com 1 μM de GA3 (ácido giberélico). Os marcadores moleculares ISSR (Inter-Simples Sequence Repeats) utilizados para a análise da estabilidade genética indicaram que o segmento apical de crambe é um explante confiável para a micropropagação de plantas geneticamente verdadeiras (true-to-tipe), ou seja, mantém a estabilidade genética. As diversas fontes de citocininas e concentrações utilizadas neste trabalho não promoveram mudanças, no sentido de alterar a organização e/ou a espessura em relação ao controle, e as alterações observadas na estrutura e espessura das folhas dos tratamentos de aclimatização prejudicaram o processo de estabelecimento da plântula ex vitro. Contudo, existe a necessidade de um enraizamento e aclimatização eficiente para completa propagação in vitro de crambe. Portanto, este protocolo de regeneração de plantas in vitro de crambe pode ser útil no processo de criação e desenvolvimento de novas cultivares em um tempo mais curto e no melhoramento genético usando explantes apicais.

The hyperaccumulator Sedum plumbizincicola harbors metal-resistant endophytic bacteria that improve its phytoextraction capacity in multi-metal contaminated soil

Endophyte-assisted phytoremediation has recently been suggested as a successful approach for ecological restoration of metal contaminated soils, however little information is available on the influence of endophytic bacteria on the phytoextraction capacity of metal hyperaccumulating plants in multi-metal polluted soils. The aims of our study were to isolate and characterize metal-resistant and 1-aminocyclopropane-1-carboxylate (ACC) utilizing endophytic bacteria from tissues of the newly discovered Zn/Cd hyperaccumulator Sedum plumbizincicola and to examine if these endophytic bacterial strains could improve the efficiency of phytoextraction of multi-metal contaminated soils. Among a collection of 42 metal resistant bacterial strains isolated from the tissues of S. plumbizincicola grown on Pb/Zn mine tailings, five plant growth promoting endophytic bacterial strains (PGPE) were selected due to their ability to promote plant growth and to utilize ACC as the sole nitrogen source. The five isolates were identified as Bacillus pumilus E2S2, Bacillus sp. E1S2, Bacillus sp. E4S1, Achromobacter sp. E4L5 and Stenotrophomonas sp. E1L and subsequent testing revealed that they all exhibited traits associated with plant growth promotion, such as production of indole-3-acetic acid and siderophores and solubilization of phosphorus. These five strains showed high resistance to heavy metals (Cd, Zn and Pb) and various antibiotics. Further, inoculation of these ACC utilizing strains significantly increased the concentrations of water extractable Cd and Zn in soil. Moreover, a pot experiment was conducted to elucidate the effects of inoculating metal-resistant ACC utilizing strains on the growth of S. plumbizincicola and its uptake of Cd, Zn and Pb in multi-metal contaminated soils. Out of the five strains, B. pumilus E2S2 significantly increased root (146%) and shoot (17%) length, fresh (37%) and dry biomass (32%) of S. plumbizincicola as well as plant Cd uptake (43%), whereas Bacillus sp. E1S2 significantly enhanced the accumulation of Zn (18%) in plants compared with non-inoculated controls. The inoculated strains also showed high levels of colonization in rhizosphere and plant tissues. Results demonstrate the potential to improve phytoextraction of soils contaminated with multiple heavy metals by inoculating metal hyperaccumulating plants with their own selected functional endophytic bacterial strains.

Avaliação do comportamento visco-plástico de misturas betuminosas

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Civil

Electrokinetic treatment of environmental matrices. Contaminants removal and phosphorus recovery

There is a need to develop viable techniques for removal and recovery organic and inorganic compounds from environmental matrices, due to their ecotoxicity, regulatory obligations or potential supplies as secondary materials. In this dissertation, electro –removal and –recovery techniques were applied to five different contaminated environmental matrices aiming phosphorus (P) recovery and/or contaminants removal. In a first phase, the electrokinetic process (EK) was carried out in soils for (i) metalloids and (ii) organic contaminants (OCs) removal. In the case of As and Sb mine contaminated soil, the EK process was additionally coupled with phytotechnologies. In a second phase, the electrodialytic process (ED) was applied to wastes aiming P recovery and simultaneous removal of (iii) toxins from membrane concentrate, (iv) heavy metals from sewage sludge ash (SSA), and (v) OCs from sewage sludge (SS). EK enhanced phytoremediation showed to be viable for the remediation of soils contaminated with metalloids, as although remediation was low, it combines advantages of both technologies while allowing site management. EK also proved to be an effective remediation technology for the removal and degradation of emerging OCs from two types of soil. Aiming P recovery and contaminants removal, different ED cell set-ups were tested. For the membrane concentrates, the best P recovery was achieved in a three compartment (3c) cell, but the highest toxin removal was obtained in a two compartment (2c) cell, placing the matrix in the cathode end. In the case of SSA the best approach for simultaneous P recovery and heavy metals removal was to use a 2c-cell placing the matrix in the anode end. However, for simultaneous P recovery and OCs removal, SS should be placed in the cathode end, in a 2c-cell. Overall, the data support that the selection of the cell design should be done case-by-case.

II - Contribuição para o estudo biológico e ecológico das podostemonaceae do salto de Piracicaba

Resumindo as observações feitas sobre a biologia e a ecologia das espécies Apinagia Accorsii Toledo e Mniopsis Glazioviana Warmg., Podostemonaceae que vivem incrustadas às rochas diabásicas do Salto de Piracicaba, durante os anos de 1943, 1944 e 1945, cheguei às conclusões seguintes: a) Com o início do período de enchente do Salto de Piracicaba, variável de ano para ano, mas que, no geral, começa com as primeiras chuvas de outubro e se prolonga até fins de março, processa-se o desenvolvimento vegetativo das Podostemonaceae, com a formação de estolhos (Fig. 15-B) dotados de gemas produtoras de novos rizomas (Fig. 16-A, C, D, E) e regeneração dos rizomas primitivos (Fig. 15-B), quando em determinadas condições, em Apinagia Accorsii; raízes hemicilindricas com produções faliáceas, dispostas aos pares. (Fig. 19-A,B, C,D,E,F,G,H), provenientes de gemas, em Mniops's Glazioviana, Demais, em ambas as espécies realiza-se ainda a germinação das sementes nos seguintes substratos : placentas, cápsulas e pedicelos de frutos (Figs. 16, 17, 18 e 20), resíduos orgânicos de várias procedências, inclusive os provenientes das próprias Podostemonaceae, que se acumulam em quantidade apreciável entre as plantas e sobre as rochas, etc. A Ap-nagia Accorsii, além desses meios, conta ainda com os resíduos rizomáticos, com os caules e mesmo com a superficies dos rizomas (Fig. 21-H). A massa rizomática constitui excelente meio para a retenção germinação das sementes. b) A deiscência dos frutos dá-se ao contacto do ar seco. As sementes podem fixar-se aos substratos citados, devido à transformação do tegumento externo em mucilagem. c) Dentre os substratos para a germinação das sementes, o mais importante e mesmo decisivo, em determinadas circunstâncias, para a garantia da espécie no habitat, é o fruto. Após a deiscência, algumas sementes podem colar-se às paredes internas da cápsula e aos pedicelos, graças à mucilagem do tegumento externo, ao passo que outras permanecem sôbre a placenta. d) Os "seedlings" não apresentam raiz principal. Todavia, à volta de toda a extremidade do hipocótilo, produz-se enorme quantidade de pêlos radiculares, cuja principal função é servir de órgãos de fixação. A incrustação das plantas ao substrato é feita por meio de pêlos radiculares, ou, mais freqüentemente, por "haptera". Segundo WILLIS (1915), "os "haptera" são órgãos adesivos especiais, provavelmente de natureza radicular, que aparecem como protuberância exógenas da raiz ou do caule e se curvam para a rocha, onde se fixam e se achatam, segregando uma substância viscosa". e) Os "seedlings", que se desenvolvem sobre as cápsulas, pedicelos, etc., encontrando condições ecológicas favoráveis, transformam-se rapidamente em plantas jovens; os novos rizomas já começam a produzir caules e em tudo se assemelham aos rizomas provenientes dos estolhos. É o que se observa no habitat, por ocasião da germinação das sementes. f) As transferência das plantinhas, que so desenvolvem nos substratos citados para a superfície da rocha, realiza-se quando elas alcançarem o peso suficiente para curvar o pedicelo do fruto. (Figs. 17 e 18), promovendo, assim, o contacto da cápsula com a rocha. Daí por diante, o novo rizoma vai aderindo ao substrato natural, através da produção dos órgãos especiais de fixação, isto é, pêlos radiculares e "haptera". O mecanismo da Devido a um pequeno engano na feitura dos clichés, os aumentos das figuras 15, 16, 19 e 20, constantes da legenda, passarão a ser respectivamente :- 1,9 - 1,65 - 2,3 e 2,9. 39 transferência das plantas jovens que, inicialmente, se desenvolvem sobre cápsulas, pedicelos, etc., para o substrato definitivo - a rocha - foi verificado, freqüentes vezes, em farto material que incluia vários estágios de desenvolvimento vegetativo (Figs. 16, 17, 18, 20). g) As cápsulas, compreendendo, além da placenta (em certos casos), as paredes internas e externas, e os pedicelos dos frutos de ambas as espécies estudadas constituem excelentes e importantes meios para a fixação das sementes. Após os longos periodos de seca, quando toda a parte vegetativa se destroi, tornam-se os únicos substratos apropriados para o fenômeno da germinação. h) Iniciada a fase vegetativa e, à medida que progride a submersão das plantas, acentuam-se, cada vez mais, o crescimento e o desenvolvimento. É precisamente durante a época de submersão que as Podostemonaceae encontram o ambiente mais adequado ao seus desenvolvimento vegetativo, alcançando, ao mesmo tempo, a máxima distribuição local, mormente a espécie Apinagia Accorsii Toledo, que chega a cobrir todas as rochas situadas da região frontal da cachoeira. i) O declínio das águas começa, aproximadamente, em fins de março, com as últimas chuvas. Pode-se, então, avaliar a extensão do desenvolvimento vegetativo que as plantas alcançaram, durante a fase de enchente. O nível da correnteza vai, daí por diante, baixando gradativamente, até fins de setembro, quando atinge o mínimo, ocasião em que o Salto se apresenta com o máximo de rochas expostas. j) Durante todo o período de vazante, que é variável e dependente do regime de chuvas que vigorar, as plantas vão paulatinamente emergindo, ao mesmo tempo que cessa o desenvol-vimnto vegetativo, para entrar em atividade o ciclo floral. Antes, porém, os caules de Apinagia que estiveram submetidos às fortes vibrõações da correnteza se destacam (Fig. 21-A,C,F,G, H,I). Todavia, as plantas, que se desenvolveram em regiões de correnteza mais branda, não chegam a perder os seus caules. k) As gemas floríferas, à medida que vão emergindo, desabrochan!. As flores desenvolvem-se rapidamente; a polinização que é direta efetua-se em plena atmosfera, quando as anteras enxutas e suficientemente dessecadas sofrem a deiscência, libertando o pólen. Realizada a fecundação, as sementes atingem depressa a maturidade. Como todo o desenvolvimento compreendido entre o desabrochar das gemas e a frutificação se processa fora da água e como a exposição das plantas é gradativa, em virtude do lento declínio das águas, compreende-se que no Salto existam, a um tempo, todos os estágios do ciclo vegetativo ao lado de todas as fases do desenvolvimento floral. l) Os rizomas, em contacto com o ar e sob a ação solar, dessecam-se, transformando-se em placas duras, fortemente inscrustadas às rochas. Mas, se durante a dessecação forem umidecidos, de quando em quando, passam a constituir excelente meio para a retenção e germinação das sementes. m) No período seguinte de enchente e vazante, repetem-se, para as espécies estudadas, todas as fases do desenvolvimento vegetativo e floral, assinaladas nesta contribuição.

Caracterização sazonal de acúmulos isolados de própolis em colônias de Plebeia emerina (Hymenoptera, Apidae) no sul do Brasil

Em colônias de abelhas sem ferrão a aplicação da própolis é ampla, sendo utilizada como matéria-prima nas construções e defesa contra inimigos. Há registros de armazenamento de própolis viscosa, sob forma de acúmulos isolados. Neste trabalho propõe-se a caracterização sazonal da área, do número e da distribuição espacial dos acúmulos isolados de própolis em colônias de Plebeia emerina (Friese, 1900). Colônias foram avaliadas entre outubro/2003 e setembro/2004, medindo-se mensalmente os acúmulos isolados de própolis e registrando-se a posição relativa dos mesmos nas colméias. Entre outubro e março, a área dos acúmulos de própolis nas colônias variou entre 0,50 e 4,92 cm² e o número de acúmulos foi de 3 a 16. No período de abril a setembro, a área foi de 4,54 a 18,48 cm² e o número de acúmulos de 9 a 36. Sugere-se que o aumento da própolis acumulada possa estar relacionado à preparação das colônias para o outonoinverno quando a coleta do produto é reduzida. A análise sazonal da distribuição dos depósitos isolados de própolis corrobora com os registros da área total, indicando preferência da posição anterior da colônia para acumular a própolis. Esta constatação fortalece a hipótese do uso da própolis viscosa dos depósitos isolados na defesa, principalmente junto à entrada das colônias.

Estudos histológicos sôbre as glândulas peçonhentas da "Viúva negra", Latrodectus mactans (Fabricius) (Arachnida, Araneae, Theridiidae)

A glândula peçonhenta de Latrodectus mactans compõe-se: 1. De um saco formado por uma membrana de tecido conjuntivo peritonial, que se projeta proximalmente no ducto de peçonha. 2. De um manto externo, formado por 40-45 feixes musculares, circundando 3/4 da glândula, helicoidalmente. Os feixes inserem-se nas extremidades apical e basal da membrana sarcoperitonial; sua contração impele a peçonha, através do ducto, para as garras. 3. Do epitélio glandular, composto: a) de células da glândula principal, b) de células da glândula auxiliar, c) de célula da glândula situada à entrada do ducto. As células das glândulas principal e auxiliar, juntas, formam uma unidade glandular de natureza ragiócrina. A secreção das células da glândula auxiliar passa, através das membranas celulares, para o interior das células glandulares principais, deslocando-se, juntamente com a secreção destas, para o pólo apical, a que ambas confluem, formando uma substância viscosa, fortemente condensada em virtude da eliminação de certos líquidos. Após a formação de 8 a 10 destas porções de secreções, os dois tipos de células esgotam-se; não se dá a regeneração ou substituição por outras células. A quantidade de peçonha, uma vez produzida, é armazenada na cavidade da glândula, sendo suficiente para tôda a vida do animal. As células da glândula situada á entrada do ducto, ou glândula lipócrina, produzem uma substãncia lipóide. Esta substância dissolve uma porção de corpúsculos das secreções segregadas pelas células principais e auxiliares. O líquido resultante é inoculado no tecido da prêsa ou do inimigo, por contração do manto muscular. Ao mesmo tempo, novas porções da peçonha armazenada são transportadas no sentido proximal e dissolvidas no líquido lipóide, preparando-se, assim, nova peçonha para outra picada. As formas das células e os pormenores histológicos estão explicados nas figuras que acompanham êste texto. Os músculos da glândula, ao contrário do que afirmam outros autores, verificamos serem de natureza "tetãnica", apresentando uma estriação transversal, típica. Certas zonas, porém, ricas em sarcoplasma, possuem propriedades "tônicas", mantendo-se sempre em certo grau de contratura que provoca a tensão adequada na membrana sarcoperitonial, o que permite um efeito imediato da contração da parte tetânica, no momento da picada.

Genetics of cadmium hyperaccumulation variance in Thlaspi caerulescens natural populations from Switzerland

SUMMARY Heavy metal presence in the environment is a serious concern since some of them can be toxic to plants, animals and humans once accumulated along the food chain. Cadmium (Cd) is one of the most toxic heavy metal. It is naturally present in soils at various levels and its concentration can be increased by human activities. Several plants however have naturally developed strategies allowing them to grow on heavy metal enriched soils. One of them consists in the accumulation and sequestration of heavy metals in the above-ground biomass. Some plants present in addition an extreme strategy by which they accumulate a limited number of heavy metals in their shoots in amounts 100 times superior to those expected for a non-accumulating plant in the same conditions. Understanding the genetic basis of the hyperaccumulation trait - particularly for Cd - remains an important challenge which may lead to biotechnological applications in the soil phytoremediation. In this thesis, Thlaspi caerulescens J. & C. Presl (Brassicaceae) was used as a model plant to study the Cd hyperaccumulation trait, owing to its physiological and genetic characteristics. Twenty-four wild populations were sampled in different regions of Switzerland. They were characterized for environmental and soil parameters as well as intrinsic characteristics of plants (i.e. metal concentrations in shoots). They were as well genetically characterized by AFLPs, plastid DNA polymorphism and genes markers (CAPS and microsatellites) mainly developed in this thesis. Some of the investigated genes were putatively linked to the Cd hyperaccumulation trait. Since the study of the Cd hyperaccumulation in the field is important as it allows the identification of patterns of selection, the present work offered a methodology to define the Cd hyperaccumulation capacity of populations from different habitats permitting thus their comparison in the field. We showed that Cd, Zn, Fe and Cu accumulations were linked and that populations with higher Cd hyperaccumulation capacity had higher shoot and reproductive fitness. Using our genetic data, statistical methods (Beaumont & Nichols's procedure, partial Mantel tests) were applied to identify genomic signatures of natural selection related to the Cd hyperaccumulation capacity. A significant genetic difference between populations related to their Cd hyperaccumulation capacity was revealed based on somè specific markers (AFLP and candidate genes). Polymorphism at the gene encoding IRTl (Iron-transporter also participating to the transport of Zn) was suggested as explaining part of the variation in Cd hyperaccumulation capacity of populations supporting previous physiological investigations. RÉSUMÉ La présence de métaux lourds dans l'environnement est un phénomène préoccupant. En effet, certains métaux lourds - comme le cadmium (Cd) -sont toxiques pour les plantes, les animaux et enfin, accumulés le long de la chaîne alimentaire, pour les hommes. Le Cd est naturellement présent dans le sol et sa concentration peut être accrue par différentes activités humaines. Certaines plantes ont cependant développé des stratégies leur permettant de pousser sur des sols contaminés en métaux lourds. Parmi elles, certaines accumulent et séquestrent les métaux lourds dans leurs parties aériennes. D`autres présentent une stratégie encore plus extrême. Elles accumulent un nombre limité de métaux lourds en quantités 100 fois supérieures à celles attendues pour des espèces non-accumulatrices sous de mêmes conditions. La compréhension des bases génétiques de l'hyperaccumulation -particulièrement celle du Cd - représente un défi important avec des applications concrètes en biotechnologies, tout particulièrement dans le but appliqué de la phytoremediation des sols contaminés. Dans cette thèse, Thlaspi caerulescens J. & C. Presl (Brassicaceae) a été utilisé comme modèle pour l'étude de l'hyperaccumulation du Cd de par ses caractéristiques physiologiques et génétiques. Vingt-quatre populations naturelles ont été échantillonnées en Suisse et pour chacune d'elles les paramètres environnementaux, pédologique et les caractéristiques intrinsèques aux plantes (concentrations en métaux lourds) ont été déterminés. Les populations ont été caractérisées génétiquement par des AFLP, des marqueurs chloroplastiques et des marqueurs de gènes spécifiques, particulièrement ceux potentiellement liés à l'hyperaccumulation du Cd (CAPS et microsatellites). La plupart ont été développés au cours de cette thèse. L'étude de l'hyperaccumulation du Cd en conditions naturelles est importante car elle permet d'identifier la marque, éventuelle de sélection naturelle. Ce travail offre ainsi une méthodologie pour définir et comparer la capacité des populations à hyperaccumuler le Cd dans différents habitats. Nous avons montré que les accumulations du Cd, Zn, Fe et Cu sont liées et que les populations ayant une grande capacité d'hyperaccumuler le Cd ont également une meilleure fitness végétative et reproductive. Des méthodes statistiques (l'approche de Beaumont & Nichols, tests de Martel partiels) ont été utilisées sur les données génétiques pour identifier la signature génomique de la sélection naturelle liée à la capacité d'hyperaccumuler le Cd. Une différenciation génétique des populations liée à leur capacité d'hyperaccumuler le Cd a été mise en évidence sur certains marqueurs spécifiques. En accord avec les études physiologiques connues, le polymorphisme au gène codant IRT1 (un transporteur de Fe impliqué dans le transport du Zn) pourrait expliquer une partie de la variance de la capacité des populations à hyperaccumuler le Cd.

Ostoprosessin kehittäminen

Insinöörityön tavoitteena on selvittää Hakaniemen Metalli Oy ja sen tytäryhtiön High Metal Production ostotilakset ja tämän avulla tehdä analyysi tärkeimpien alihankkioiden taloustiedoista. Työssä perehdyttiin nykyiseen ostoluetteloon sekä kehitettiin sitä ABC-analyysin avulla. Tarkoituksena oli poistaa turhia alihankkijoita ja vähentää tilausten määrää nykyisestä. Ostotilauslistan laatimisen jälkeen koottiin taloustiedot tärkeimmistä alihankkijoista. Työn teoriaosassa käsitellään lisäksi logistiikan perusperiaatteita sekä logistiikan kilpailukyvyn kehittämistä. Työn tuloksena on pystytty vähentämään tilausten määrää sekä poistamaan tarpeettomia toimittajia yrityksen listoilta. Yritysten ostotilausten yhteenvedot sekä niiden yhteinen ostotilauslista on esitetty ainoastaan yrityksen käyttöön tarkoitetuissa liitteissä.

Caracterização laboratorial de amostras de expectoração e pesquisa de Bacilo Álcool-ácido Resistente na Delegacia de saúde da Praia

As infecções do tracto respiratório (ITR) são responsáveis por números significativos de morbidade e mortalidade. Dentre as doenças causadas por infecção bacteriana, a tuberculose é a que mais preocupa as autoridades de saúde pública, uma vês que possui risco de proliferar para diferentes órgãos (tuberculose extrapulmonar) e também ser transmitido principalmente por via aérea. A análise de expectoração através da observação directa é a primeira etapa no diagnóstico de série de infecções de tracto respiratório, tanto através da coloração de Gram como a coloração de Ziehl- Neelsen, sendo um método simples, económico, rápido e de fácil execução, servindo de base para a avaliação da amostra de expectoração através da coloração de gram. Este estudo teve como principal objectivo a caracterização laboratorial de amostra de expectoração e pesquisa de bacilo de tuberculose nas amostras recebidas no laboratório da Delegacia de Saúde da Praia e outros agentes patogénicos respiratórios através da coloração de gram e coloração de Ziehl Neelsen nas amostras. Aplicou-se também um questionário à população em estudo. Foram analisadas 513 amostras de expectoração no período compreendido entre Junho a Setembro de 2011. Das amostras analisadas detectou-se 39 casos positivos de tuberculose, sendo a maioria pertencentes aos pacientes do sexo masculino e idade compreendida entre 1457 anos, residentes em Achada Santo António e Ponta D`Agua, e a maioria declaram consumir bebidas alcoólicas. Em maioria das amostras positivas observou-se grande quantidade de Bacilos Álcool-ácido resistente correspondendo ao critério 2 + e 3 + da OMS e score +1, +2 e +3 de Bartlett. A maioria das amostras positiva possuía cor esverdeada e muito viscosa. Através da coloração de gram detectou-se em maioria das amostras presença de diplococos gram positivos lanceolados sugestivos de Streptococcus pneumoniae. Conclui-se que 8% dos casos positivos estava associada a presença elevada de leucócitos (superior de 25 leucócitos por campo) e a maioria das amostras verificou-se presença de outros microrganismos patogénicos (não bacilo álcool ácido resistente), revelando assim a importância da coloração de gram na análise de expectoração.

Growth of seedlings of pigeon pea (Cajanus cajan (l.) millsp), wand riverhemp (Sesbania virgata (cav.) pers.), and lead tree (Leucaena leucocephala (lam.) de wit) in an arsenic-contaminated soil

Phytoremediation strategies utilize plants to decontaminate or immobilize soil pollutants. Among soil pollutants, metalloid As is considered a primary concern as a toxic element to organisms. Arsenic concentrations in the soil result from anthropogenic activities such as: the use of pesticides (herbicides and fungicides); some fertilizers; Au, Pb, Cu and Ni mining; Fe and steel production; coal combustion; and as a bi-product during natural gas extraction. This study evaluated the potential of pigeon pea (Cajanus cajan), wand riverhemp (Sesbania virgata), and lead tree (Leucaena leucocephala) as phytoremediators of soils polluted by As. Soil samples were placed in plastic pots, incubated with different As doses (0; 50; 100 and 200 mg dm-3) and then sown with seeds of the three species. Thirty (pigeon pea) and 90 days after sowing, the plants were evaluated for height, collar diameter and dry matter of young, intermediate and basal leaves, stems and roots. Arsenic concentration was determined in different aged leaves, stems and roots to establish the translocation index (TI) between the plant root system and aerial plant components and the bioconcentration factors (BF). The evaluated species showed distinct characteristics regarding As tolerance, since the lead tree and wand riverhemp were significantly more tolerant than pigeon pea. The high As levels found in wand riverhemp roots suggest the existence of an efficient accumulation and compartmentalization mechanism in order to reduce As translocation to shoot tissues. Pigeon pea is a sensitive species and could serve as a potential bioindicator plant, whereas the other two species have potential for phytoremediation programs in As polluted areas. However, further studies are needed with longer exposure times in actual field conditions to reach definite conclusions on relative phytoremediation potentials.

Behavior of Eucalyptus grandis and E. cloeziana seedlings grown in arsenic-contaminated soil

Arsenic has been considered the most poisonous inorganic soil pollutant to living creatures. For this reason, the interest in phytoremediation species has been increasing in the last years. Particularly for the State of Minas Gerais, where areas of former mining activities are prone to the occurrence of acid drainage, the demand is great for suitable species to be used in the revegetation and "cleaning" of As-polluted areas. This study was carried out to evaluate the potential of seedlings of Eucalyptus grandis (Hill) Maiden and E. cloeziana F. Muell, for phytoremediation of As-polluted soils. Soil samples were incubated for a period of 15 days with different As (Na2HAsO4) doses (0, 50, 100, 200, and 400 mg dm-3). After 30 days of exposure the basal leaves of E. cloeziana plants exhibited purple spots with interveinal chlorosis, followed by necrosis and death of the apical bud at the 400 mg dm-3 dose. Increasing As doses in the soil reduced root and shoot dry matter, plant height and diameter in both species, although the reduction was more pronounced in E. cloeziana plants. In both species, As concentrations were highest in the root system; the highest root concentration was found in E. cloeziana plants (305.7 mg kg-1) resulting from a dose of 400 mg dm-3. The highest As accumulation was observed in E. grandis plants, which was confirmed as a species with potential for As phytoextraction, tending to accumulate As in the root system and stem.