Improved nitrogen removal by application of new nitrogen-cycle bacteria

In order to meet increasingly stringent European discharge standards, new applications and control strategies for the sustainable removal of ammonia from wastewater have to beimplemented. In this paper we discuss anitrogen removal system based on the processesof partial nitrification and anoxic ammoniaoxidation (anammox). The anammox process offers great opportunities to remove ammonia in fully autotrophic systems with biomass retention. No organic carbon is needed in such nitrogenremoval system, since ammonia is used a selectron donor for nitrite reduction. The nitrite can be produced from ammonia in oxygen-limited biofilm systems or in continuous processes without biomass retention. For successful implementation of the combined processes, accurate biosensors for measuring ammonia and nitrite concentrations, insight inthe complex microbial communities involved, and new control strategies have to be developed and evaluated.

Unexpected clobetasol propionate profile in human stratum corneum after topical application in vitro

Purpose. The validity of using drug amount-depth profiles in stratum corneum to predict uptake of clobetasol propionate into stratum corneum and its transport into deeper skin layers was investigated. Methods. In vitro diffusion experiments through human epidermis were carried out using Franz-type glass diffusion cells. A saturated solution of clobetasol propionate in 20% (V/V) aqueous propylene glycol was topically applied for 48 h. Steady state flux was calculated from the cumulative amount of drug permeated vs. time profile. Epidermal partitioning was conducted by applying a saturated drug solution to both sides of the epidermis and allowing time to equilibrate. The tape stripping technique was used to define drug concentration-depth profiles in stratum corneum for both the diffusion and equilibrium experiments. Results. The concentration-depth profile of clobetasol propionate in stratum corneum for the diffusion experiment is biphasic. A logarithmic decline of the drug concentration over the first four to five tape strips flattens to a relatively constant low concentration level in deeper layers. The drug concentration-depth profile for the equilibrium studies displays a similar shape. Conclusions. The shape of the concentration-depth profile of clobetasol propionate is mainly because of the variable partitioning coefficient in different stratum corneum layers.

Effects of soil water availability on water use efficiency of Eucalyptus cloeziana and Eucalyptus argophloia plants

Effects of soil water availability on transpiration efficiency (WUET), instantaneous water use efficiency (WUEi) and carbon isotope composition (delta(13)C) were investigated in 7-month-old plants of humid coastal (Gympie) and dry inland ( Hungry Hills) provenances of Eucalyptus cloeziana F. Muell. and in a dry inland provenance of E. argophloia Blakely (Chinchilla), supplied with 100 (W-100), 70 (W-70) and 50% (W-50) of their water requirements. At W-100, WUET of the three provenances were not significantly different but as available soil moisture decreased, E. argophloia produced greater biomass and demonstrated significantly higher WUET than either E. cloeziana provenance. Midday WUEi was not significantly affected by watering regime within each provenance but was lowest in E. argophloia. A decrease in soil water availability caused a consistent increase in delta(13)C values in all three provenances; however, delta(13)C values of E. argophloia in all three water regimes were significantly lower than those of E. cloeziana provenances, which did not differ significantly from each other. For all three provenances, delta(13)C was not correlated with WUEi but height and root collar diameter were negatively correlated to delta(13)C. There was little evidence of differences in delta(13)C, WUET and WUEi between E. cloeziana provenances but clear differences between E. cloeziana and E. argophloia. The high WUET, low WUEi and low delta(13)C for E. argophloia may have implications in the selection of Eucalyptus provenances for commercial forestry in low-rainfall regions.

Evaluating plant breeding strategies by simulating gene action and dryland environment effects

Functional genomics is the systematic study of genome-wide effects of gene expression on organism growth and development with the ultimate aim of understanding how networks of genes influence traits. Here, we use a dynamic biophysical cropping systems model (APSIM-Sorg) to generate a state space of genotype performance based on 15 genes controlling four adaptive traits and then search this spice using a quantitative genetics model of a plant breeding program (QU-GENE) to simulate recurrent selection. Complex epistatic and gene X environment effects were generated for yield even though gene action at the trait level had been defined as simple additive effects. Given alternative breeding strategies that restricted either the cultivar maturity type or the drought environment type, the positive (+) alleles for 15 genes associated with the four adaptive traits were accumulated at different rates over cycles of selection. While early maturing genotypes were favored in the Severe-Terminal drought environment type, late genotypes were favored in the Mild-Terminal and Midseason drought environment types. In the Severe-Terminal environment, there was an interaction of the stay-green (SG) trait with other traits: Selection for + alleles of the SG genes was delayed until + alleles for genes associated with the transpiration efficiency and osmotic adjustment traits had been fixed. Given limitations in our current understanding of trait interaction and genetic control, the results are not conclusive. However, they demonstrate how the per se complexity of gene X gene X environment interactions will challenge the application of genomics and marker-assisted selection in crop improvement for dryland adaptation.

Biased EPR entanglement and its application to teleportation

We consider pure continuous variable entanglement with non-equal correlations between orthogonal quadratures. We introduce a simple protocol which equates these correlations and in the process transforms the entanglement onto a state with the minimum allowed number of photons. As an example we show that our protocol transforms, through unitary local operations, a single squeezed beam split on a beam splitter into the same entanglement that is produced when two squeezed beams are mixed orthogonally. We demonstrate that this technique can in principle facilitate perfect teleportation utilizing only one squeezed beam.

The application of wave induced forces to a two-dimensional finite element long wave hydrodynamic model

This paper describes the modification of a two-dimensional finite element long wave hydrodynamic model in order to predict the net current and water levels attributable to the influences of waves. Tests examine the effects of the application of wave induced forces, including comparisons to a physical experiment. An example of a real river system is presented with comparisons to measured data, which demonstrate the importance of simulating the combined effects of tides and waves upon hydrodynamic behavior. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Modified logit life table system: Principles, empirical validation, and application

Despite its widespread use, the Coale-Demeny model life table system does not capture the extensive variation in age-specific mortality patterns observed in contemporary populations, particularly those of the countries of Eastern Europe and populations affected by HIV/AIDS. Although relational mortality models, such as the Brass logit system, can identify these variations, these models show systematic bias in their predictive ability as mortality levels depart from the standard. We propose a modification of the two-parameter Brass relational model. The modified model incorporates two additional age-specific correction factors (gamma(x), and theta(x)) based on mortality levels among children and adults, relative to the standard. Tests of predictive validity show deviations in age-specific mortality rates predicted by the proposed system to be 30-50 per cent lower than those predicted by the Coale-Demeny system and 15-40 per cent lower than those predicted using the original Brass system. The modified logit system is a two-parameter system, parameterized using values of l(5) and l(60).

Gest??o p??blica e pesquisa operacional: avalia????o de desempenho em ag??ncias da Previd??ncia Social

O presente trabalho utiliza a metodologia DEA (Data Envelopment Analysis ), para avaliar a efici??ncia das 22 Ag??ncias da Previd??ncia Social ??? Ger??ncia Executiva Fortaleza (APS-GEXFOR). DEA utiliza programa????o linear cujo n??cleo das estruturas anal??ticas ?? formado a partir do modelo original CCR (Charnes, Cooper, e Rhodes). Aplicada ??s DMU (Decision Making Units), define uma Fronteira de Efici??ncia identificando Unidades Eficientes e Ineficientes. Foi utilizado o modelo DEA-CCR implementado pelo software DEA Solver??. A Previd??ncia Social (INSS) disp??e de indicadores de desempenho. Algumas vari??veis utilizadas no modelo implementado derivam desses indicadores, outras informa????es foram disponibilizadas pelos sistemas de informa????o da institui????o. A avalia????o de efici??ncia DEA das APS-GEXFOR permitiu identificar as melhores pr??ticas, mensurar a participa????o de cada vari??vel envolvida na avalia????o da unidade e projetar as unidades ineficientes na fronteira de efici??ncia, identificando metas a serem atingidas para torn??-las eficientes no conjunto observado.

Formas de aplicação de inoculante e seus efeitos sobre a nodulação da soja

Atualmente, tem-se difundido a aplicação de inoculante no sulco de semeadura na cultura da soja, mas há poucas informações que dão suporte a essa prática e comprovam sua eficiência em diferentes ambientes manejados sob plantio direto. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade da aplicação de inoculantes na cultura da soja, via semente e sulco de semeadura, em solo já cultivado ou não com soja. Foram realizados dois experimentos em campo a partir de dezembro de 2004 em Latossolo Vermelho-Amarelo, seguindo o mesmo método e tratamentos, porém em dois locais distintos, com ou sem cultivo anterior de soja. Foram testados oito tratamentos: (1) inoculação via semente (inoculante + fungicida + micronutriente); (2) sem inoculação (fungicida + micronutriente); (3) testemunha (semente pura, sem tratamento); (4) aplicação no sulco-dose 1 (dose do inoculante recomendada no sulco); (5) aplicação no sulco-dose 2 (duas vezes a dose recomendada no sulco); (6) aplicação no sulco-dose 3 (três vezes a dose recomendada no sulco); (7) sulco-dose 1 + inoculação via semente; e (8) adubação com N (200 kg ha-1 N). Foram avaliados massa de matéria seca de nódulos e número de nódulos totais e nódulos viáveis e não-viáveis aos 30 e 75 dias após emergência. A melhor nodulação foi obtida com aplicação de inoculante + fungicida + micronutriente via semente no solo ainda não cultivado. No solo previamente cultivado com soja, destacaram-se os tratamentos uma e duas vezes a dose do inoculante no sulco. Menores valores de massa seca de nódulos na soja foram obtidos no tratamento com adubação mineral. A aplicação via sulco do inoculante mostrou-se uma prática viável, em razão da semelhança dos resultados obtidos com a aplicação tradicional via semente.

Efeitos dos ácidos húmicos provenientes de aterro sanitário em plantas

O processo de tratamento biológico dos lixiviados de aterros sanitários resulta na geração de grandes quantidades de lodo, caracterizados por conterem altas taxas de matéria orgânica. Por meio do fracionamento químico da matéria orgânica são obtidos os ácidos húmicos (AH), fração de comprovada eficiência sobre o crescimento vegetal, promovendo melhorias no desenvolvimento das plantas. Este trabalho teve como objetivo caracterizar quimicamente os AH extraídos do lodo de lixiviado de aterro sanitário e avaliar os efeitos da aplicação de diferentes doses dos AH por meio de análises biológicas em plantas, visando minimizar os potenciais riscos da utilização do lodo in natura. Por meio de caracterizações químicas, o ácido húmico apresentou elevados teores de carbono e nitrogênio, podendo constituir uma importante fonte de nutrientes para as plantas. Além disso, foram observadas alterações nas taxas de absorção, na bioconcentração e na translocação de alguns nutrientes. Com relação à análise das enzimas antioxidantes, foi possível observar aumento na atividade de algumas enzimas com a aplicação de diferentes doses de AH. Além disto, foram constatadas alterações citogenéticas por meio da análise de células meristemáticas e F1 de Allium cepa. Influências sobre o crescimento da planta também são reportadas, por meio de aumentos expressivos na área radicular e na altura de Zea mays. Em geral, os dados de crescimento revelaram um maior investimento da planta na parte aérea, provavelmente associado com a melhor eficiência do sistema radicular. Além disso, também foram reportadas alterações na espessura da epiderme. Neste contexto, apesar dos benefícios nutricionais e da comprovada atuação dos AH sobre o metabolismo vegetal, os seus efeitos biológicos sobre enzimas do estresse oxidativo e a sua capacidade citotóxica precisam ser melhor investigados. Devido à complexidade do resíduo, a utilização de análises químicas, genéticas, enzimáticas, fisiológicas e anatômicas foi uma importante ferramenta para a avaliação da possível aplicação dos ácidos húmicos em plantas.

Variabilidade genética em famílias de meios-irmãos de cafeeiro robusta

O cultivo do café é uma das atividades do agronegócio de maior importância socioeconômica dentre as diferentes atividades ligadas ao comércio agrícola mundial. Uma das maiores contribuições da genética quantitativa para o melhoramento genético é a possibilidade de prever ganhos genéticos. Quando diferentes critérios de seleção são considerados, a predição de ganhos referentes a cada critério tem grande importância, pois indica os melhoristas sobre como utilizar o material genético disponível, visando obter o máximo de ganhos possível para as características de interesse. O presente trabalho foi instalado em julho de 2004, na Fazenda Experimental de Bananal do Norte, conduzida pelo Incaper, no distrito de Pacotuba, município de Cachoeiro de Itapemirim, região Sul do Estado, com o objetivo de selecionar as melhores plantas entre e dentro de progênies de meios- irmãos de Coffea canephora, por meio de diferentes critérios de seleção. Foram realizadas análises de variância individuais e conjuntas para 26 progênies de meios- irmãos Coffea canephora. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso com quatro testemunhas adicionais com quatro repetições e parcela composta por cinco plantas, com o espaçamento de 3,0 m x 1,2 m. Neste trabalho, considerou-se os dados das últimas cinco colheitas. As características mensuradas foram: florescimento, maturação, tamanho do grão, peso, porte, vigor, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, escala geral, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro. Todas as análises estatísticas foram realizadas com o aplicativo computacional em genética e estatística (GENES). Foram estimados os ganhos de seleção em função da porcentagem de seleção de 20% entre e dentro, sendo as mesmas mantidas para todas as características. Todas as características foram submetidas a seleção no sentido positivo, exceto para florescimento, porte, ferrugem, mancha cercóspora, seca de ponteiros, porcentagem de frutos boia e bicho mineiro, para obter decréscimo em suas médias originais. Os critérios de seleção estudados foram: seleção convencional entre e dentro das famílias, índice de seleção combinada, seleção massal e seleção massal estratificada. Esta dissertação é composta por dois capítulos, em que foram realizadas análises biométricas, como a obtenção de estimativas de parâmetros genéticos. Na maioria das características estudadas, verificaram-se diferenças significativas (P<0,05) para genótipos que, associados aos coeficientes de variação genotípicos e também ao coeficiente de determinação genotípico e à relação CVg/CVe, indicam a existência de variabilidade genética nos materiais genéticos para a maioria das características e condições favoráveis para obtenção de ganhos genéticos pela seleção. Essas características também foram correlacionadas. Os dados foram submetidos às análises de variância e multivariada, aplicando-se a técnica de agrupamento e UPGMA, teste de médias e estudo de correlações. Na técnica de agrupamento, foi utilizada a distância generalizada de Mahalanobis como medida de dissimilaridade, e na delimitação dos grupos, o método de Tocher. Foi encontrada diversidade genética para as características associadas à qualidade fisiológica, mobilização de reserva das sementes, dimensões e biomassa das plântulas. Quatro grupos de genótipos puderam ser formados. Peso de massa seca de sementes, redução de reserva de sementes e peso de massa seca de plântulas estão positivamente correlacionados entre si, enquanto a redução de reserva das sementes e a eficiência na conversão dessas reservas em plântulas estão negativamente correlacionadas. De acordo com os resultados obtidos, verificou-se que todas as características apresentaram níveis diferenciados de variabilidade genética e os critérios de seleção utilizados mostraram-se eficientes para o melhoramento, no qual o índice de seleção combinada é o critério de seleção que apresentou os melhores resultados em termos de ganhos, sendo indicado como critério mais apropriado para o melhoramento genético da população estudada. Nos estudos de correlações, em 70% dos casos, a correlação fenotípica foi superior à genotípica, mostrando maior influência dos fatores ambientais em relação aos genotípicos e condições propícias ao melhoramento dos diferentes caracteres. No estudo de divergência genética, observou-se que pelo agrupamento de genótipos, pela técnica de Tocher, indicou que os genótipos foram distribuídos em três grupos.

A practical framework for the generation and selection of strategic plans of action, The relevance of timeframe considerations and a systems thinking approach

The paper proposes a methodology especially focused on the generation of strategic plans of action, emphasizing the relevance of having a structured timeframe classification for the actions. The methodology explicitly recognizes the relevance of long-term goals as strategic drivers, which must insure that the complex system is capable to effectively respond to changes in the environment. In addition, the methodology employs engineering systems techniques in order to understand the inner working of the system and to build up alternative plans of action. Due to these different aspects, the proposed approach features higher flexibility compared to traditional methods. The validity and effectiveness of the methodology has been demonstrated by analyzing an airline company composed by 5 subsystems with the aim of defining a plan of action for the next 5 years, which can either: improve efficiency, redefine mission or increase revenues.

An image processing application for quantification of protein aggregates in Caenorhabditis elegans

Protein aggregation became a widely accepted marker of many polyQ disorders, including Machado-Joseph disease (MJD), and is often used as readout for disease progression and development of therapeutic strategies. The lack of good platforms to rapidly quantify protein aggregates in a wide range of disease animal models prompted us to generate a novel image processing application that automatically identifies and quantifies the aggregates in a standardized and operator-independent manner. We propose here a novel image processing tool to quantify the protein aggregates in a Caenorhabditis elegans (C. elegans) model of MJD. Confocal mi-croscopy images were obtained from animals of different genetic conditions. The image processing application was developed using MeVisLab as a platform to pro-cess, analyse and visualize the images obtained from those animals. All segmenta-tion algorithms were based on intensity pixel levels.The quantification of area or numbers of aggregates per total body area, as well as the number of aggregates per animal were shown to be reliable and reproducible measures of protein aggrega-tion in C. elegans. The results obtained were consistent with the levels of aggrega-tion observed in the images. In conclusion, this novel imaging processing applica-tion allows the non-biased, reliable and high throughput quantification of protein aggregates in a C. elegans model of MJD, which may contribute to a significant improvement on the prognosis of treatment effectiveness for this group of disor-ders