The role of probiotics in aquaculture in Nigeria - a review

Aquaculture is beset by many problems especially diseases caused by bacteria as the major deteriorating factors. The use of vaccines and antimicrobial agents have been centered on disease control, but are associated with problems The development of antibiotic resistance among the microorganisms have become a global concern as a result of indiscriminate use of antibiotics. Several alternative suggestions for disease prevention have been on probiotics for its efficacy, low cost, less side effects and accessible to farmers. Probiotics is gaining a high priority in the developed countries with the aim of replacing conventional drugs. The principal bacterial groups tested as probiotic bacteria in culture of shrimps, crabs, oysters, fish and humans are Vibrio, Pseudomonas, Bacillus, Bifidobacteria and several Lactobacilli. Experiments have mainly been conducted with fish larvae, adult fish, crustaceans and animals where significant reduction in mortalities has been obtained. The purpose of this review is to create awareness of the role of probiotics in disease control in aquaculture as alternative to antibiotics.

Avaliação do potencial leishmanicida e antibacteriano de Annona mucosa (Jacq.) - Annonaceae cultivada in vitro e in vivo

A biodiversidade brasileira abrange plantas de importância medicinal que podem ser utilizadas na formulação de novos fármacos. Contudo, tem sido reduzida em velocidade alarmante, em função de diferentes ações antrópicas. A cultura de tecidos vegetais propicia a conservação e uso do germoplasma permitindo a obtenção de substâncias de importância medicinal. As leishmanioses são consideradas um problema de saúde pública mundial sendo a espécie Leishmania braziliensis de maior importância epidemiológica no Brasil. Recentemente tem-se registrado aumento da resistência à linha de tratamento usual. Do mesmo modo, o uso indiscriminado de antibióticos levou ao aumento de bactérias multirresistentes, que representam sério risco de infecção. A espécie Annona mucosa (Jacq.) possui substâncias, como acetogeninas e alcaloides, que apresentam atividades antiparasitária e antimicrobiana. Nesse sentido, o objetivo do trabalho foi avaliar o potencial leishmanicida e antibacteriano de extratos de A. mucosa de material produzido in vitro e in vivo. Foi proposto um protocolo de germinação in vitro, ainda não reportada para a espécie, com vistas à obtenção de plântulas axênicas. Em meio WPM foram cultivados explantes hipocotiledonares e foliares em meio MS, suplementados com PIC e diferentes concentrações de KIN, BAP ou TDZ. Os calos obtidos foram cultivados em meio líquido de mesma composição para a produção de suspensões celulares. Os materiais foram submetidos à extração metanólica e posterior fracionamento em hexano e diclorometano. Para a avaliação da atividade dos extratos sobre L. braziliensis foi usado o modelo in vitro, com a forma promastigota, e in vivo na forma amastigota, a partir do tratamento de macrófagos peritoneais de camundongos infectados com o parasito. Ambas as formas foram tratadas com os extratos por 96 e 48h, respectivamente. A atividade antimicrobiana foi avaliada por macrodiluição do extrato em Mueller-Hinton, sendo avaliado o crescimento das cepas após 16h de incubação a 48C. A germinação in vitro da espécie foi alcançada em substrato vermiculita estéril umedecido com solução de sais do meio MS, com taxa média de 85%. A maior produção de calos friáveis foi obtida em meios contendo KIN, com potencial uso para cultivo em suspensões celulares. Os extratos do material in situ e in vitro apresentaram atividade leishmanicida, apesar da toxicidade para macrófagos. Culturas de células em suspensão apresentaram potencial leishmanicida in vitro e redução da infecção em macrófagos. Os extratos do material avaliado apresentaram atividade antimicrobiana seletiva, com inibição do crescimento de Streptococcus pyogenes e Bacillus thurigiensis em diferentes concentrações avaliadas. Os métodos biotecnológicos empregados permitiram a obtenção de materiais com propriedades medicinais para as atividades leishmanicida e antibacteriana, assim como o material in vivo, constituindo este estudo o primeiro relato para as atividades propostas em A. mucosa.

Morphometric differentiation in small juveniles of the pink spotted shrimp (Farfantepenaeus brasiliensis) and the southern pink shrimp (F. notialis) in the Yucatan Peninsula, Mexico

The morphometric and morphological characters of the rostrum have been widely used to identify penaeid shrimp species (Heales et al., 1985; Dall et al., 1990; Pendrey et al., 1999). In this setting, one of the constraints in studies of penaeid shrimp populations has been the uncertainty in the identification of early life history stages, especially in coastal nursery habitats, where recruits and juveniles dominate the population (Dall et al., 1990; Pérez-Castañeda and Defeo, 2001). In the western Atlantic Ocean, Pérez-Farfante (1969, 1970, 1971a) described diagnostic characters of the genus Farfantepenaeus that allowed identification of individuals in the range of 8−20 mm CL (carapace length) on the basis of the following morphological features: 1) changes in the structure of the petasma and thelycum; 2) absence or presence of distomarginal spines in the ventral costa of the petasma; 3) the ratio between the keel height and the sulcus width of the sixth abdominal somite; 4) the shape and position of the rostrum with respect to the segments and flagellum of the antennule; and 5) the ratio between rostrum length (RL) and carapace length (RL/CL). In addition, she classified Farfantepenaeus into two groups according to the shape and position of the rostrum with respect to the segments and flagellum of the antennule and the ratio RL/CL: 1) F. duorarum and F. notialis: short rostrum, straight distally, and the proximodorsal margin convex, usually extending anteriorly to the end of distal antennular segment, sometimes reaching to proximal one-fourth of broadened portion of lateral antennular flagellum, with RL/CL <0.75; and 2) F. aztecus, F. brasiliensis, F. paulensis, and F. subtilis: long rostrum, usually almost straight along the entire length, extending anteriorly beyond the distal antennular segment, sometimes reaching to the distal one-third of broadened portion of lateral antennular flagellum, with RL/CL >0.80. Pérez-Farfante stressed that, for the recognition to species level of juveniles <10 mm CL, all the characters listed above should be considered because occasionally one alone may not prove to be diagnostic. However, the only characters that could be distinguished for small juveniles in the range 4−8 mm CL are those defined on the rostrum. Therefore, it has been almost impossible to identify and separate small specimens of Farfantepenaeus (Pérez-Farfante, 1970, 1971a; Pérez-Farfante and Kensley, 1997).

Heterotrophic marine bacteria as supplementary feed for larval Penaeus monodon

The findings are presented of a study conducted to use autochthonously obtained, nonpathogenic heterotrophic marine bacteria as a substitute feed for microalgae in rearing larval Penaeus monodon. Eleven strains were isolated: Micrococcus (MCC), Staphylococcus, Streptococcus, Bacillus (two strains; BAC-1, BAC-2), Pseudomonas (two strains; PSM-1, PSM-2), Vibrio parahemolyticus, V. fluviatilis, Moraxella (MOR) and Flavobacterium. Six nonhemolytic strains were then chosen for the Penaeus monodon larval feed trials: BAC-1, BAC-2, PSM-1, PSM-2, MCC and MOR. The study demonstrates that bacterial biomass could be further investigated as a partial substitute for microalgae in penaeid shrimp larval rearing.

The By-catch From the Artisanal Shrimp Trawl Fishery, Gulf of Paria, Trinidad

Samples of shrimp trawl catches were collected from a commercial artisanal vessel fishing inside the 6-fm isobath in the Gulf of Paria, Trinidad. From August 1986 to May 1987, 34 late evening-early morning trawl trips were made and 97 hauls were sampled. Annual ratio estimates were 9 (SD 1.3) finfish:shrimp and 14.7 (SD 2.0) by-catch: shrimp, with the highest ratios observed August through December and the lowest from late January through May, the dry season. Extrapolation of ratios, using shrimp catch statistics, indicates that for 1986, 974,000 kg of finfish and 620,000 kg of crabs, Callinectes spp., were caught incidentally by artisanal shrimp trawlers fishing in the Gulf of Paria. Of this total incidental catch (1,594,000 kg), about 1,500,000 kg were discarded (94 percent). Four penaeid shrimp species are targeted: Penaeus schmitti, P. notialis, P. subtilis, and Xiphopenaeus kroyeri. Callinectes spp. were caught in large quantities from Augustto mid-January. Small (4-15 cm) pelagic and demersal species of little commercial importance dominated the finfish by-catch: Harengula spp., Cetengraulis edentulus, Chloroscombrus chrysurus, Eucinostomous spp., Diapterus rhombeus, and Cyclopsetta spp. Altogether, the monthly percentage of the species ranged from 70 to 85 percent of the total finfish by-catch.

Tuberculosis in seals caused by a novel member of the Mycobacterium tuberculosis complex: Mycobacterium pinnipedii sp. nov.

A comparison of Mycobacterium tuberculosis complex isolates from seals (pinnipeds) in Australia, Argentina, Uruguay, Great Britain and New Zealand was undertaken to determine their relationships to each other and their taxonomic position within the complex. Isolates from 30 cases of tuberculosis in six species of pinniped and seven related isolates were compared to representative and standard strains of the M. tuberculosis complex. The seal isolates could be distinguished from other members of the M. tuberculosis complex, including the recently defined ‘Mycobacterium canettii’ and ‘Mycobacterium caprae’, on the basis of host preference and phenotypic and genetic tests. Pinnipeds appear to be the natural host for this ‘seal bacillus’, although the organism is also pathogenic in guinea pigs, rabbits, humans, Brazilian tapir (Tapirus terrestris) and, possibly, cattle. Infection caused by the seal bacillus is predominantly associated with granulomatous lesions in the peripheral lymph nodes, lungs, pleura, spleen and peritoneum. Cases of disseminated disease have been found. As with other members of the M. tuberculosis complex, aerosols are the most likely route of transmission. The name Mycobacterium pinnipedii sp. nov. is proposed for this novel member of the M. tuberculosis ...

Alterações da expressão da proteína PHEX na Hanseníase

A hanseníase é uma doença infecciosa causada pelo Mycobacteruim leprae, um bacilo intracelular obrigatório, que prolifera principalmente na pele e nos nervos periféricos no interior de células como macrófagos e células de Schwann. A transmissão ocorre por meio das mucosas das vias respiratórias, provavelmente por aerossóis expelidos por indivíduos infectados. O homem é o seu hospedeiro natural sendo a multiplicação do bacilo muito lenta, com um período de geração estimado de 14 dias. Apesar da mínima variação no genoma do M. leprae, a doença é caracterizada por um espectro de formas clínicas bem definido, decorrente da capacidade de resposta imune do hospedeiro. Em pacientes classificados como multibacilares (MB) a doença é disseminada, com inúmeras lesões de pele e proliferação bacilar considerável. Nesses indivíduos ocorre hiporresponsividade celular ao M. leprae. Nas formas paucibacilares (PB), os pacientes apresentam uma ou poucas lesões, a carga bacilar é pequena e, às vezes não observada por meio da baciloscopia tradicional e ocorre resposta imune patógeno-específica. As incapacidades físicas nos pacientes decorrem da neuropatia e osteopatia e podem ser irreversíveis. Essas deformidades podem avançar mesmo após a diminuição da carga bacilar com o final do tratamento poliquimioterápico. A presente tese teve por objetivo estudar as implicações da proteína PHEX nas alterações fisiopatológicas da hanseníase, em especial as alterações ósseas. A proteína PHEX (Phosphate-regulating gene with Homologies to Endopeptidase on the X chromosome) é expressa em várias células humanas e, no primeiro artigo que compõe essa tese, demonstramos que o M.leprae leva à diminuição da expressão de PHEX em linhagens de células de Schwann e osteoblastos humanos. Este efeito foi igualmente causado por outras espécies de micobactérias. No segundo manuscrito ora submetido, observamos que em leucócitos sanguíneos de pacientes hansenianos também ocorreu modulação negativa de PHEX. Este efeito não se relacionou com a capacidade de produção de citocinas inflamatórias frente ao M. leprae in vitro ou com alterações bioquímicas. O efeito inibidor da mineralização ocasionado pela modulação negativa de PHEX talvez contribua para a doença óssea da hanseníase, auxiliando a explicar a capacidade do M. leprae de penetrar e sobreviver no osso.

棉花抗虫基因工程研究

本文通过根农杆菌（Agrobacterium tumfaciens）介导法分别将Signal和KDEL修饰的豇豆胰蛋白酶抑制剂（Cowpea trypsin inhibitor, CpTI）基因、豌豆外源凝集素（Pea lectin, P-Lec）和大豆Kunitz型胰蛋白酶抑制剂（Soybean Kunitz typsin inhibitor, SKTI）双价抗虫基因、雪花莲外源凝集素（Galanthus nivals agglutinin, GNA）基因以及高效复合启动子OM控制的苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis, B.t.）杀虫毒蛋白基因导入了陆地棉（Gossypium hirsutum L.）栽培品种新陆早1号、新陆中2号、晋棉7号、冀合321、辽9和晋棉12号，并获得了大批转基因再生植株。 实验中对影响棉花转化和再生的一些条件进行了研究，从根农杆菌培养、棉花无菌苗的制备、转化操作和共培养等方面对转化条件进行了探讨;从激素配化、植物表达载体、外植体类型、基因型等方面对抗性愈伤组织的诱导进行了摸索;从激素、从碳源、培养容器、pH值、抗褐化剂及固化剂的选择等方面对影响植株再生的条件进行了优化。 本文开创性地采用嫁接代替移栽，从而极大地提高了转化植株定植成活率，缩短了缓苗时间并增加了转化植株当代的繁殖系数。 在建立了一套较为高效的陆地棉转化及再生系统基础上，本文还进行了其它转化方式和转化体系的初步探讨。利用棉花幼嫩种子无菌苗下胚轴作为外植体，通过改变愈伤组织诱导培养基配方面提高胚性愈伤组织的诱导频率，进而得到更多的体细胞胚状和再生植株，缩短再生周期;尝试用胚性愈伤组织作为外植体的根农杆菌介导法转化，确定了一些与转化有关的条件;建立了一套棉花茎尖培养程序，为运用基因枪法轰击棉花茎尖分生组织或用根农杆菌直接转化茎尖分生组织，以克服根农杆菌转化棉花时体胚发生的基因型局限开辟了一条新途径。 本文还建立了一种快速鉴定转化植株后代的方法。这一简便方法还有助于进行转基因棉纯合系的筛选以及外源基因的遗传稳定性研究。 转基因植株经Npt-II ELISA、PCR、PCR Southern 检测证明外源抗虫基因CpTI、SKTI、P-lec、GNA以及B.t.基因已存在于转化植株基因组内。修饰的CpTI转基因植株抗棉铃虫（Heliothis armigera Hubner）试验结果表明，其杀虫效果显著优于前期未修饰的CpTI转化植株。P－lec和SKTI双价转基因植株抗棉铃虫试验结果表明，转基因植株对棉铃虫幼虫具有较强的杀虫活力。 目前，已获得转以上抗虫基因棉花T1代植株。为今后进一步将植物基因工程技术应用于棉花遗传改良打下了基础。

油菜内源和外源蛋白的表达及环境因素的影响

植物与昆虫的互作关系是个长期进化的过程，虫害给农业生产带来巨大损失。本研究以甘蓝型油菜（Brassica napus）为例，研究了不同环境条件和遗传背景下外源基因的表达与效用，同时利用蛋白质组技术，研究了虫害损伤模拟条件下植物可能存在的内源抗性机制。甘蓝型油菜中转入了人工合成的Bt（Bacillus thuringiensis）杀虫基因，能使植物产生抗虫蛋白抵御虫害。我们在湖北湖南两个实验点进行了大田实验，按植株生长发育的4个不同时期从转基因植株的叶片上采样，研究抗虫蛋白在植物体内的表达动态。植株顶部第三片展开叶的Bt毒蛋白浓度在结荚期前随植物生长而不断增加，而在结荚期出现或增或减的现象。采样叶片的可溶性总蛋白浓度含量一直呈增加的趋势，直到结荚以后出现含量的明显降低。同时，收集了转基因油菜与湘油15号在田间自然杂交形成的杂交后代种子用于栽培，用GFP仪检测杂交后代的绿色荧光蛋白（green fluorescent protein），并用聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR）检测并确认带有转基因的杂交植株。为了检测带有转基因的杂交后代油菜中Bt毒蛋白的杀虫效率，用对Bt毒蛋白敏感的试虫品系——初孵棉铃虫幼虫（Helicoverpa armigera）进行杀虫活性检测实验。结果表明，携带Bt基因的杂交湘油及其转基因亲本对试虫的体重增长量均产生了负面影响，可以推断在调查取样的植株生长发育阶段，转基因杂交后代与其转基因亲本植株的杀虫效率没有显著差异。转基因植物及其杂交后代中抗虫蛋白的持续表达及田间带有转基因的自播植物的出现会使害虫产生耐受抗性的潜在可能性增加。 相对于人为增加的抗虫基因，植物在长期对抗昆虫的过程中也进化形成了自我防御机制，能够产生特异的抗性蛋白来应对昆虫的取食。本研究用机械损伤模拟害虫取食，对比了油菜受到物理损伤前后可溶性总蛋白的含量变化并试图通过蛋白质组学技术来检测可能发生变化的蛋白质。Bradford定量测定发现，同一植株同一叶片损伤前后可溶性总蛋白含量差异显著，损伤后蛋白表达量显著增高。蛋白质组双向凝胶电泳及其差异分析显示，损伤前后有8个蛋白质点发生明显的上调或下调。选择其中2个差异蛋白点经过MALDI-TOF质谱鉴定，它们分别是Rubisco小亚基前体以及果糖－1，6－二磷酸醛缩酶和粪卟啉－3－氧化酶的混合物，这些蛋白质在其他植物的抗逆研究中也有报道，它们可能在油菜叶片应答机械损伤过程中对维持植物的生理功能也有重要作用。