若尔盖湿地3种两栖类的种间竞争及畜牧业对其食性的影响

从空间、时间、食物3个方面研究了若尔盖湿地3种两栖类的种间竞争，运用生态位理论探讨了3种两栖类利用环境资源的能力以及它们之间的共存模式，研究了3种两栖类年周期食性，并考察了畜牧业对3种两栖类食性及食物竞争格局的影响；此外，还通过实验室研究对2种两栖类幼体的种间竞争策略进行了考察。主要结果如下： 1、两栖类的空间资源利用状况：在3种两栖类成体生态位宽度的比较中，岷山蟾蜍（Bufo minshanicus）成体在牧场性质(0.41)、牛粪数量(0.42)、植被盖度(0.20)、地表温度(0.50)、地表湿度(0.51) 5个维度上的生态位宽度最窄；而倭蛙（Nanorana pleskei）成体在牛粪数量(0.81)、植被高度(0.63)、植被盖度(0.47)、小水体距离(0.68) 4个维度上的生态位宽度最宽。在3种两栖类亚成体生态位宽度的比较中，岷山蟾蜍亚成体在牧场性质(0.66)、牛粪数量(0.58)、植被高度(0.64)、小水体距离(0.51)、地表湿度(0.79) 5个维度的上生态位宽度最宽；倭蛙亚成体在牧场性质(0.39)、牛粪数量(0.30)、地表温度(0.18)、地表湿度(0.33) 4个维度上的生态位宽度最窄。高原林蛙（Rana kukunoris）在地表温度（成体：0.62；亚成体：0.56）、地表湿度（成体：0.84；亚成体：0.60）两个维度上具有较大的生态位宽度值，而在小水体距离维度上（成体：0.27；亚成体：0.14）的生态位宽度值则很小。比较3种无尾两栖类在不同生长阶段（成体、亚成体）的生态位宽度，发现高原林蛙和倭蛙的亚成体对栖息环境的要求更高。3种两栖类空间资源利用的相似程度很高，高原林蛙与倭蛙之间的生态重叠度(0.87)较之它与岷山蟾蜍(0.81)的生态位重叠度更大。 2、两栖类的日活动节律：高原林蛙成体、亚成体、岷山蟾蜍亚成体活动的最低气温为0℃、2℃、8℃；岷山蟾蜍和高原林蛙亚成体出现的数量与气温成极显著的正相关（r=0.797, p<0.001；r=0.794, p<0.001），高原林蛙成体出现的数量与气温有一定相关性（r=0.456, p<0.05）；晴天时两栖类的活动性明显高于阴天（p<0.001）；多云转晴天气，高原林蛙和岷山蟾蜍亚成体出现两次日活动高峰，分别为中午12:30左右和下午15:30～16:30之间；多云天气，高原林蛙和岷山蟾蜍亚成体出现两次日活动高峰，分别为9:30～10:30之间和15:30～16:30之间。 3、两栖类的食物资源利用状况：春、秋两季，高原林蛙最主要的食物是蜉金龟科(Aphodiidae)昆虫，相对重要性指数(IRI)最高（春季：35.28%，秋季：28.57%），其次为昆虫的幼虫，以及双翅目的毛蚊科(Bibionidae)、蝇科(Muscidae)、丽蝇科(Calliphoridae)昆虫，秋季，蝗虫是高原林蛙食物组成中的重要部分；岷山蟾蜍最主要的食物是蚂蚁(IRI，春季：85.54%，秋季：49.70%)，其次为蜉金龟科、象甲科(Curculionidae)、步甲科(Carabidae)、粪金龟科(Geotrupidae) 等鞘翅目昆虫；倭蛙春季的最主要食物也是蜉金龟科昆虫(IRI，春季：13.41%)，其次为蚂蚁、毛蚊科昆虫、昆虫的幼虫以及狼蛛科(Lycosidae)。3种两栖类中，倭蛙的食性生态位宽度相对较宽（0.43），而岷山蟾蜍（0.09）和高原林蛙（0.22）的生态位宽度较窄，与春季相比，两栖类在秋季的食谱更宽。以利用食物种类为标准，春季高原林蛙与倭蛙的生态位重叠度(0.40)比它与岷山蟾蜍的生态位重叠度（0.33）更大。 4、畜牧业对两栖类食性及食物竞争格局的影响：以藏牦牛粪为食物或寄居场所的昆虫，如蜉金龟科、粪金龟科、毛蚊科、蝇科、丽蝇科昆虫和某些昆虫幼虫，是3种两栖类食物谱中最主要的组成部分，蜉金龟科昆虫在高原林蛙食谱中的比例更高，高原林蛙可能从畜牧业发展中获得更多的好处，使之在食物竞争方面处于优势地位。与无放牧样地相比，在有放牧样地的中，两栖类食谱中的蜉金龟科昆虫数量更多(有放牧：31.94%；无放牧：21.32%)、出现频率更高(有放牧：76.38%；无放牧：44%)。然而在不同样地上（有放牧/无放牧），两栖类的食物组成无显著性差异(P=0.188)，两栖类的数量(P=0.075)、肥满度(P=0.537)均没有显著差别。 5、两栖类幼体的竞争策略：实验室条件下，通过活动性水平，变态时的体重、增长率和完成变态所需时间考察自然条件下常同水塘分布的中华蟾蜍（Bufo gargarizans）和高原林蛙蝌蚪的竞争策略。结果表明：中华蟾蜍蝌蚪在不同食物资源条件下，所选择的生存策略可能不同，即食物资源充足时，增加活动性获取更多食物，食物资源有限时，降低活动性且提前完成变态；与中华蟾蜍蝌蚪相比，在食物资源有限时高原林蛙蝌蚪获取食物能力可能更强。 This paper presented the study of competition of three amphibians (Rana kukunoris, Nanorana pleskei, Bufo minshanicus) based on spatial, temporal and dietary scales in Zoige wetland. We measured coexistence patterns of three amphibians and analyzed their ability of exploiting resource. Effects of grazing on the diet composition and diet competition of amphibians were analyzed by their diet composition during spring and autumn. Furthermore, we examined the competitive ability of larval common frogs (Rana kukunoris)and common toads(Bufo gargarizans) in a laboratory experiment, and analyzed their competitive strategies respectively. The results were as follows: 1 .The status of using spatial resource Niche breadths of B. minshanicus adults on 5 dimensional axes including character of pasture(0.41), number of yaks dung(0.42), vegetation coverage(0.20), temperature (0.50)and humidity(0.51) of ground surface were narrower than adults of R. kukunoris and N. pleskei. Niche breadths of B. minshanicus subadults were broader than R.kukunoris subadults and N.pleskei subadults on 5 dimensional axes including character of pasture (0.66), number of yaks dung (0.58), vegetation height (0.64), distance to small waterbodies (0.51), humidity of ground surface (0.79). Niche breadths of N. pleskei subadults were the narrowest in three anurans subadults on 4 dimensional axes including character of pasture (0.39), number of yaks dung (0.30), temperature (0.18) and humidity (0.33) of ground surface, niche breadths of N. pleskei adults were the broadest in three anurans adults on 4 dimensional axes including number of yaks dung (0.81), vegetation height (0.63) and coverage(0.47), distance to small waterbodies(0.68).Comparatively, niche breadths of R. kukunoris were broader on the two microclimate factors including temperature(adults：0.62；subadults：0.56) and humidity (adults：0.84；subadults：0.60)of ground surface, but was narrow on distance to small waterbodies(adults：0.27；subadults：0.14). Strategies for using habitat resource of adults and subadults of the three species anuran were different. Generally, subadults of R. kukunoris and N. pleskei needs better habitat condition. It was quite similar that three anurans exploited spatial resource, Niche overlap between R. kukunoris and N. pleskei (0.87) was greater than that between R. kukunoris and B.minshanicus(0.81). 2.Daily activity rhythm R. kukunoris audlts were active when air temperatures were as low as 0℃, R. kukunoris subadults were active at 2℃, B.minshanicus subaudlts were active at 8℃. Positive correlation was found between activities of amphibians and air temperature, Subadults of R.kukunoris, (r=0.797, p<0.001), Subadults,of,B.minshanicus, (r=0.794, p<0.001), andbadults,of,R.kukunoris(r=0.456, p<0.05).Amphibians were more active during sunny days than cloudy days. In cloudy turning into sunny, R. kukunoris and B.minshanicus subadults had two active peak: at noon about 12:30 and 15:30～16:30 pm; in cloudy, R. kukunoris and B.minshanicus subadult had two active peak too : 9:30～10:30am,15:30～16:30pm. 3.Diet analysis Aphodiidae was the most commonly consumed food item by R. kukunoris based on index of relative importance (IRI) during spring (35.28%) and autumn (28.57%) in Zogie wetland. Besides Aphodiidae, larval insect, dipterans such as Bibionidae, Muscidae, Calliphoridae also were important food item for R. kukunoris, in autumn, locust was one of important food item for R. kukunoris. The most important food item for B.minshanicus during spring (IRI:85.54%) and autumn (IRI:49.70%) was ants, following, was coleopterans, such as Aphodiidae, dung beetle. Aphodiidae (IRI:13.41%) were the most important consumed food item by N. pleskei during spring too, following, was ants and Bibionidae. Dietary breadth of N. pleskei (0.43) were greater than R. kukunoris (0.22) and B. minshanicus (0.09). As a whole, Dietary breadth of amphibians during aurumn were greater than spring. Based on prey item, dietary overlap between R. kukunoris and N. pleskei (0.40) was greater than that between R. kukunoris and B.minshanicus (0.33) during spring. 4.Effects of grazing on the diet composition and diet competition of amphibians Amphibians are an important part of the pasture ecosystems as prey and predator. In Zogie wetland, major diet of amphibians was closely associated with dung of yaks, for example, Aphodiidae, Bibionidae, Muscidae, dung beetle. Dung of yaks was major diet and habitat of these insects. Proportion of Aphodiidae was higher in diet composition of R. kukunoris than N. pleskei and B.minshanicus, with development of pasturage, R. kukunoris may have a diet competitive advantage over N. pleskei and B.minshanicus. Number of Aphodiidae in diet composition of amphibians was higher in samples with grazing (31.94%) than in those without grazing (21.32%). Occurrence Frequency of Aphodiidae in diet composition of amphibians was higher in samples with grazing (76.38%) than in those without grazing (44%). However, There was not significantly different on diet composition (P=0.188), and number (P=0.075) and the relative fatness (P=0.537) of amphibians between grazing samples and without grazing. 5.Competitive strategies of amphibian larvae I examined the competitive ability of larval toads (Bufo gargarizans) and frogs (Rana kukunoris) which co-occur in the nature pond by activity level, the growth rate and mass at metamorphosis and larval period in a laboratory experiment. The results suggest: In laborary, B.gargarizans adapted himself to different food level by changing activity. At high food level, B. gargarizans increased activity to gain more diet. At low food level, B. gargarizans decreased activity and achieved early metamorphosis. When food resource was limit, R. kukunoris could gain more food than B. gargarizans.

黄土高原不同密度刺槐(Robinia pseudoacia)林地水分生产力与土壤干燥化效应模拟

应用WinEPIC模型模拟研究了1957~2001年期间黄土高原半湿润区长武和半干旱区延安不同密度刺槐(Robinia pseudoacia)林地水分生产力演变规律和深层土壤干燥化效应。结果:(1)长武和延安高密度(6000株/hm2)、中高密度(4500株/hm2)、中低密度(3000株/hm2)和低密度(1500株/hm2)等4种处理刺槐林地逐年生物量模拟值均呈现快速增加、达到最大值后又逐年波动性降低的变化趋势,林地密度越高早期逐年生物量越高,后期逐年生物量差异缩小,两地均以低密度处理逐年生物量平均值和累积生物量模拟值最高;(2)4种密度处理45年生刺槐林地年均耗水量值基本相等,长武和延安分别为603mm和566mm,但生长前期年耗水量明显高于后期,并高于同期年降水量,林地密度越高前期耗水量越高,中期以后各密度处理耗水量基本接近且波动趋势基本一致,林地密度越高干旱胁迫程度越重;(3)模拟生长初期,4种密度处理刺槐林地0~10m土层逐月土壤有效含水量均呈现强烈的波动性降低趋势,长武各密度处理刺槐林地分别在7~23年生、延安分别在7~17年生之后逐月土壤有效含水量均在0~200mm较低水平上随降水量变化而波动..

Broca-da-semente da graviola no Distrito Federal.

2001

Selección de un aislado del nucleopoliedrovirus de Helicoverpa armigera (HearNPV) para su uso como base de un bioinsecticida

Helicoverpa armigera (Lepidoptera; Noctuidae), conocida como el taladro del tomate, es una especie polífaga y de amplia distribución, responsable de grandes pérdidas económicas en más de 60 cultivos a lo largo de las regiones tropicales y subtropicales del mundo. Estas plagas se controlan mayoritariamente con plaguicidas químicos, aunque existe un gran interés por desarrollar otros agentes de control biológico. Entre estos, se encuentra el nucleopoliedrovirus de Helicoverpa armigera (HearNPV, Baculoviridae), que por sus características de seguridad y eficacia, sería útil para impulsar los programas de gestión integrada de plagas que se fomentan desde la Directiva 2009/128/CEE. El objetivo de este trabajo fue realizar una caracterización bioquímica y biológica de varios aislados de HearNPV : un aislado silvestre español (Badajoz) HearNPV-SP1, un aislado chino HearSNPV-G4, tres aislados sudafricanos (HearNPV-Whl, HearNPV-Kzn, HearNPV-Alb) y la materia activa de un producto comercial en uso en Europa (HearNPV-Hx). El análisis con las enzimas de restricción determinó que la enzima BglII generaba perfiles similares pero con fragmentos característicos en todos los casos a excepción de los aislados HearNPV-Kzn y HearNPVAlb, que no pudieron ser diferenciados entre sí con ninguna de las enzimas probadas. El análisis filogenético, basado en las secuencias parciales de los genes poliedrina (polh), lef-8 y lef-9, donde se incluyeron las secuencias correspondientes a 18 genomas mostró que el aislado HearNPV-Whl es filogenéticamente próximo a las cepas de origen ibérico, mientras que los aislados HearNPV-Hx y HearNPV-Alb comparten la misma rama que los aislados asiáticos y australiano. La caracterización insecticida de los aislados HearNPV-SP1, HearNPV-Hx y HearNPV-G4 reveló que la virulencia (TMM) del aislado HearNPV-SP1 (104 h) fue significativamente menor que la de los aislados HearNPV-G4 (109 h) y HearNPV-Hx (111 h). En este trabajo, se determinó que el tiempo de acción del HearNPV-SP1 es menor al de otros bioinsecticidas en uso en Europa, por lo que se confirma la posibilidad de mejorar los productos activos en uno de los aspectos más sensibles de cara a su comercialización como es su tiempo de actuación.

Calcium dependent CAMTA1 in adult stem cell commitment to a myocardial lineage.

The phenotype of somatic cells has recently been found to be reversible. Direct reprogramming of one cell type into another has been achieved with transduction and over expression of exogenous defined transcription factors emphasizing their role in specifying cell fate. To discover early and novel endogenous transcription factors that may have a role in adult-derived stem cell acquisition of a cardiomyocyte phenotype, mesenchymal stem cells from human and mouse bone marrow and rat liver were co-cultured with neonatal cardiomyocytes as an in vitro cardiogenic microenvironment. Cell-cell communications develop between the two cell types as early as 24 hrs in co-culture and are required for elaboration of a myocardial phenotype in the stem cells 8-16 days later. These intercellular communications are associated with novel Ca(2+) oscillations in the stem cells that are synchronous with the Ca(2+) transients in adjacent cardiomyocytes and are detected in the stem cells as early as 24-48 hrs in co-culture. Early and significant up-regulation of Ca(2+)-dependent effectors, CAMTA1 and RCAN1 ensues before a myocardial program is activated. CAMTA1 loss-of-function minimizes the activation of the cardiac gene program in the stem cells. While the expression of RCAN1 suggests involvement of the well-characterized calcineurin-NFAT pathway as a response to a Ca(2+) signal, the CAMTA1 up-regulated expression as a response to such a signal in the stem cells was unknown. Cell-cell communications between the stem cells and adjacent cardiomyocytes induce Ca(2+) signals that activate a myocardial gene program in the stem cells via a novel and early Ca(2+)-dependent intermediate, up-regulation of CAMTA1.

Algunas observaciones sobre el barrenador del tallo de maíz (Diatraea saccharalis F.) en Rojas

p.83-93

A comparative study of biopolymers and alum in the separation and recovery of pulp fibres from paper mill effluent by flocculation

Recovery of cellulose fibres from paper mill effluent has been studied using common polysaccharides or biopolymers such as Guar gum, Xanthan gum and Locust bean gum as flocculent. Guar gum is commonly used in sizing paper and routinely used in paper making. The results have been compared with the performance of alum, which is a common coagulant and a key ingredient of the paper industry. Guar gum recovered about 3.86 mg/L of fibre and was most effective among the biopolymers. Settling velocity distribution curves demonstrated that Guar gum was able to settle the fibres faster than the other biopolymers; however, alum displayed the highest particle removal rate than all the biopolymers at any of the settling velocities. Alum, Guar gum, Xanthan gum and Locust bean gum removed 97.46%, 94.68%, 92.39% and 92.46% turbidity of raw effluent at a settling velocity of 0.5 cm/min, respectively. The conditions for obtaining the lowest sludge volume index such as pH, dose and mixing speed were optimised for guar gum which was the most effective among the biopolymers. Response surface methodology was used to design all experiments, and an optimum operational setting was proposed. The test results indicate similar performance of alum and Guar gum in terms of floc settling velocities and sludge volume index. Since Guar gum is a plant derived natural substance, it is environmentally benign and offers a green treatment option to the paper mills for pulp recycling.

Preparation and characterization of novel nanocomposites of inorganic/polysaccharide type

O uso de polímeros naturais no âmbito da preparação de nanocompósitos não tem sido tão amplamente estudado quando comparado com os polímeros sintéticos. Assim, esta tese tem como objectivo estudar metodologias para a preparação de novos materiais nanocompósitos sob a forma de dispersões e filmes utilizando polissacarídeos como matriz. A tese está dividida em cinco capítulos sendo o último capítulo dedicado às conclusões gerais e a sugestões para trabalhos futuros. Inicialmente é apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre os principais temas colocando esta tese em contexto. Considerações sobre o uso de polímeros naturais e a sua combinação com a utilização de nanopartículas inorgânicas para a fabricação de novos bionanocomposites são descritas e os objectivos e outline da tese são também apresentados. No segundo capítulo, a preparação de partículas de sílica puras ou modificadas bem como a sua caracterização por FTIR, SEM, TEM, TGA, DLS (tamanho e potencial zeta) e medições de ângulo de contacto são discutidas. De modo a melhorar a compatibilidade da sílica com os polissacarídeos, as partículas SiO2 foram modificados com dois compostos do tipo organosilano: 3- metacril-oxipropil-trimetoxissilano (MPS) e 3-aminopropil-trimetoxissilano (APS). As partículas SiO2@MPS foram posteriormente encapsuladas com de poli(metacrilato de glicidilo) utilizando a técnica de polimerização em emulsão. A utilização dos nanocompósitos resultantes na preparação de dispersões de bionanocompósitos não foi bem sucedida e por esse motivo não os estudos não foram prosseguidos. O uso de SiO2@APS na preparação de dispersões bionanocomposite foi eficiente. No terceiro capítulo é apresentada uma revisão sobre dispersões bionanocompósitas e respectiva caracterização destacando aspectos fundamentais sobre reologia e microestrutura. Em seguida, é discutido o estudo sistemático realizado sobre o comportamento reológico de dispersões de SiO2 utilizando três polissacarídeos distintos no que concerne a carga e as características gelificantes: a goma de alfarroba (não iónica), o quitosano (catiónico) e a goma xantana (aniónica) cujas propriedades reológicas são amplamente conhecidas. Os estudos reológicos realizados sob diferentes condições demonstraram que a formação de géis frágeis e/ou bem estruturados depende do tamanho SiO2, da concentração, do pH e da força iónica. Estes estudos foram confirmados por análises microestruturais usando a microscopia electrónica a baixas temperaturas (Cryo-SEM). No quarto capítulo, são apresentados os estudos relativos à preparação e caracterização de filmes bionanocompósitos utilizando quitosano como matriz. Primeiramente é apresentada uma revisão sobre filmes de bionanocompósitos e os aspectos fundamentais das técnicas de caracterização utilizadas. A escolha do plasticizante e da sua concentração são discutidas com base nas propriedades de filmes de quitosano preparados. Em seguida, o efeito da concentração de sílica e dos métodos utilizados para a dispersar na matriz de polissacarídeo, bem como o efeito da modificação da superfície da sílica é avaliado. As características da superfície e as propriedades de barreira, mecânicas e térmicas são discutidas para cada conjunto de filmes preparados antes e após a sua neutralização. Os resultados obtidos mostraram que a dispersão das cargas no plasticizante e posterior adição à matriz polissacarídica resultaram apenas em pequenas melhorias já que o problema da agregação de sílica não foi ultrapassado. Por esse motivo foram preparados filmes com SiO2@APS os quais apresentaram propriedades melhores apesar da agregação das partículas não ter sido completamente impedida. Tal pode estar relacionado com o processo de secagem dos filmes. Finalmente, no capítulo 5, são apresentadas as principais conclusões obtidas e algumas sugestões para trabalho futuro.

Extração e estrutura dos polissacarídeos do resíduo do café com atividade imunoestimuladora

As galactomananas das infusões de café apresentam atividade imunoestimuladora in vitro, sendo esta atividade semelhante à das mananas acetiladas extraídas de Aloe vera. As galactomananas presentes no resíduo de café também possuem atividade imunoestimuladora in vitro quando são parcialmente acetiladas. Como as galactomananas são o componente maioritário do resíduo de café e como o café é um produto de largo consumo a nível mundial, o reaproveitamento deste resíduo como fonte de galactomananas com atividade imunoestimuladora deve ser considerado. Esta dissertação procura dar resposta a duas questões: 1. Quais são as estruturas das galactomananas responsáveis pela atividade imunoestimuladora destes polissacarídeos; e 2. Como é que as galactomananas podem ser extraídas quantitativamente do resíduo de café de modo a serem solúveis em água à temperatura ambiente e, assim, poderem ser utilizadas como ingredientes alimentares com atividade imunoestimuladora. A questão 1 foi respondida pela caracterização estrutural de quatro galactomananas, de três origens: a) as galactomananas das infusões de café e do resíduo que apresentaram atividade imunoestimuladora; b) a galactomanana da goma de alfarroba (LBG), que não apresentou atividade imunoestimuladora; e c) a manana acetilada de Aloe vera, que apresentou atividade imunoestimuladora. Estes polissacarídeos foram submetidos à análise de açúcares e de ligações glicosídicas e a hidrólise por endo-β-D- (1→4)-mananase. Os fragmentos de oligossacarídeos mais pequenos foram ainda analisados por espetrometria de massa por ionização de electrospray e espetrometria de massa tandem. As galactomananas das infusões de café, do resíduo de café e do Aloe vera apresentaram grau de ramificação e peso molecular semelhantes, enquanto as galactomananas da LBG apresentaram grau de ramificação e de polimerização maiores. Todas as galactomananas apresentaram resíduos de arabinose como ramificação. O grau de acetilação das galactomananas da LBG foi vestigial enquanto as galactomananas do Aloe vera apresentaram um grau de acetilação de 2,08; para as galactomananas do resíduo de café o grau de acetilação foi de 0,98 e para as infusões foi de 0,08. A localização dos grupos acetilo foi irregular em todos os polímeros. Os resultados obtidos permitem inferir que baixos níveis de ramificação, cadeias pequenas e alguma acetilação parecem promover a atividade imunoestimuladora atribuída às galactomananas. Para responder à questão 2, foi testada uma metodologia que envolveu a torra do resíduo de café a 160 ºC e a 220 ºC e a sua extração com água quente e com soluções de 4 M NaOH à temperatura de 20, 60 e 120 ºC. A torra do resíduo a 160 ºC e a extração sequencial permitiu extrair 56% das galactomananas presentes no resíduo de café e, simultaneamente, 54% das arabinogalactanas. As galactomananas mantiveram a sua estrutura caraterística de polissacarídeo acetilado composto por uma cadeira principal de resíduos de manose em ligação β-(1→4) e resíduos de Gal e Ara nas cadeias laterais. A 220 ºC, as galactomananas foram parcialmente degradadas e o rendimento de extração foi muito menor do que a 160 ºC. No entanto, mesmo a esta temperatura as galactomananas apresentaram resíduos acetilados e a presença de pentoses nas cadeias laterais, o que permite inferir a elevada resistência destes polissacarídeos à temperatura e aos reagentes alcalinos. De forma a melhor compreender a estabilidade térmica das galactomananas do resíduo de café e a influência que a presença de arabinogalactanas pode ter na sua estabilidade, foi feita uma análise termogravimétrica aos polissacarídeos extraídos do resíduo de café assim como a polissacarídeos relacionados estruturalmente com estes, como a celulose, a galactomanana de LBG e a goma arábica, uma arabinogalactana. As galactomananas são termicamente estáveis durante 3 h a 200 ºC, enquanto as arabinogalactanas são estáveis a 180 ºC. De acordo com os perfis dos termogramas obtidos, e pelo cálculo das energias de ativação da degradação térmica, o resíduo de café apresenta uma estabilidade térmica menor do que a galactomanana, possivelmente devido à presença de arabinogalactanas. Apesar de não se ter verificado alterações no termograma da galactomanana do café submetida a um tratamento térmico de 200 ºC durante 3 h, verificam-se alterações estruturais que envolvem a formação de novas ligações glicosídicas, nomeadamente, a formação de resíduos de manose ligados em O-2 e em O-6, reações de transglicosilação, despolimerização, formação de resíduos de anidro-hexoses no terminal redutor e isomerização manose-glucose. Estas alterações promovem a solubilização das galactomananas. Os resultados obtidos permitem propor que o resíduo de café possa ser submetido a uma torra seguida de extração com reagentes alcalinos a quente para obtenção das galactomananas com rendimentos elevados. Estes polissacarídeos podem tornar-se solúveis em água após tratamento térmico a 200 ºC, permitindo assim a sua utilização em formulações alimentares, nomeadamente, por preparação de compostos acetilados com baixos níveis de ramificação e cadeias pequenas de modo a promover a sua atividade imunoestimuladora.

Estratégias de alteração da funcionalidade de proteínas de soja

Este trabalho teve como principal objetivo estudar e modificar as propriedades funcionais das proteínas de soja de forma a otimizar e diversificar a sua aplicação industrial. Para tal, foram propostas e estudadas quatro estratégias: i) extração do isolado de proteínas de soja (IPS) a partir de diferentes matérias-primas, ii) adição de galactomananas (GM) com graus de ramificação e massas moleculares diferentes, iii) hidrólise enzimática controlada das proteínas de soja, iv) processamento por alta pressão hidrostática. O estudo e a interpretação da influência destas estratégias sobre as propriedades funcionais das proteínas de soja, nomeadamente, na capacidade gelificante e emulsionante, foram realizados recorrendo fundamentalmente a ensaios reológicos dinâmicos a baixas deformação, espectroscopia de infravermelho, electroforeses, calorimetria diferencial de varrimento e ensaios de microscopia confocal de varrimento laser. O estudo da extração e caracterização dos isolados de proteínas de soja obtidos a partir de diferentes matérias-primas permitiu concluir que as caraterísticas físico-químicas dos isolados são dependentes da origem da matéria-prima de extração e da severidade dos tratamentos industriais prévios à extração do isolado. Contudo, as propriedades viscoelásticas dos géis obtidos por aquecimento controlado não foram significativamente distintas embora tenha sido possível relacionar o grau de agregação com a diminuição da temperatura de gelificação e com o aumento inicial dos módulos viscoelásticos. As alterações sofridas pelos isolados de origem comercial mostraram ser irreversíveis resultando em géis menos rígidos e com maior caráter viscoso. A adição de galactomanana alterou significativamente o mecanismo de gelificação induzido termicamente das proteínas de soja, bem como as propriedades viscoelásticas dos géis e a microestrutura dos géis, demonstrando-se a ocorrência de separação de fases, em virtude da incompatibilidade termodinâmica entre os biopolímeros, resultando em géis mais rígidos e no decréscimo da temperatura de gelificação. A extensão destas alterações foi dependente da massa molecular, grau de ramificação e da razão IPS/GM. O efeito da hidrólise enzimática por ação da bromelina, nas propriedades gelificantes e emulsionantes das proteínas de soja, mostrou ser dependente do grau de hidrólise (GH). Valores de GH inferiores a 15 % melhoraram as propriedades gelificantes das proteínas de soja. Por outro lado, o aumento do GH teve um efeito negativo nas propriedades emulsionantes, o qual foi atenuado por adição da goma de alfarroba, com efeito positivo na gelificação das proteínas de soja. A concentração crítica limite de compatibilidade entre os hidrolisados de proteína de soja e a goma de alfarroba aumentou com o decréscimo do GH e da massa molecular do polissacacrídeo. O efeito da AP sobre as propriedades físico-químicas e funcionais dos IPS foi influenciado pela origem do isolado e pelas condições de tratamento. O processamento até 100 MPa desencadeou um aumento da atividade emulsionante e considerável melhoria da capacidade gelificante. Contudo, valores de pressão superiores promoveram a desnaturação das proteínas constituintes dos isolados, resultando no decréscimo da temperatura de gelificação e numa re-associação das subunidades proteicas, diminuindo a elasticidade dos géis finais. Os resultados sugeriram que as alterações nas proteínas de soja promovidas durante o tratamento por AP constituem um fator limitante para o desdobramento e re-associação durante o aquecimento térmico, necessários para a formação e fortalecimento de gel formado. O processamento por AP influenciou a estrutura secundária e a microestrutura das amostras. A presença de GA teve um papel baroprotetor. Assim, com este trabalho demonstrou-se que com as estratégias seguidas para manipulação das propriedades funcionais de proteínas de soja, nomeadamente através da adição de um polissacarídeo com propriedades estruturais controladas, da adequada combinação da adição de um polissacarídeo neutro com a hidrólise controlada das proteínas ou com tratamento por alta pressão, é possível a criação de novas funcionalidades, com utilidade no desenvolvimento de novas formulações alimentares, permitindo expandir a aplicação destas proteínas vegetais.

Extração e estudo das proteínas da goma da alfarroba com vista à sua clarificação

O objectivo primordial deste trabalho foi efectuar a extracao e o estudo das proteinas da Goma da Alfarroba ou Locust Bean Gum (LBG) com vista a sua clarificacao e purificacao. Para atingir este objectivo em primeiro lugar estudou-se o teor de etanol que se deveria utilizar numa suspensao aquosa de LBG, uma vez que a LBG e um polissacarido que hidrata facilmente com agua e consequentemente origina solucoes altamente viscosas que impossibilitam a realizacao de tecnicas de extracao de proteinas. Para isso estudou-se o comportamento da LBG em suspensoes aquosas com 10% (p/v) de LBG e diferentes concentracoes de etanol, designadamente 10% (v/v), 20% (v/v), 30% (v/v) e 40% (v/v). Com este estudo concluiu-se que seria necessario utilizar uma concentracao de 40% (v/v) de etanol a 96% em cada suspensao de LBG a 10% (p/v) para conseguir evitar a sua hidratacao excessiva. Assim, todas as extracoes neste trabalho foram realizadas de acordo com estas condicoes. Posteriormente com vista a extracao das proteinas da LBG testaram-se diferentes tratamentos, designadamente tratamentos alcalinos, acidos e com detergentes. Segundo a bibliografia consultada para os tratamentos alcalinos, realizaram-se estas extracoes com hidroxido de sodio (NaOH) com concentracoes de 0,025 M, 0,05M, 0,1M e 0,2M. Estes tratamentos foram iniciados com uma concentracao de NaOH a 0,2M, contudo apos analise dos resultados verificou-se que esta originou uma LBG com uma coloracao mais amarela do que a LBG bruta (inicial) apresentava. Sendo a ideia final a clarificacao da goma este nao foi um resultado desejavel e como tal testaram-se concentracoes inferiores de NaOH, acima referidas. No final concluiu-se que todas estas extracoes efetuadas com NaOH originavam uma LBG mais amarela do que a LBG bruta e que assim este nao seria o tratamento mais adequado para o objectivo pretendido. Como tal prosseguiram-se os estudos com um tratamento acido, que atraves de consulta bibliografica se iniciou com acido sulfurico (H2SO4). O tratamento acido iniciou-se com uma concentracao de H2SO4 de 0,1M, testando-se posteriormente tambem uma extracao com H2SO4 com concentracao de 0,05M. No final destas extracoes verificou-se que a LBG obtida em ambas apresentava uma coloracao mais clara do que a LBG bruta, o que representava, numa primeira analise, um bom resultado. Por fim efectuaram-se extracoes solido-liquido com diferentes detergentes, designadamente com Tween 20, Tween 40, Tween 60, Tween 65, Tween 80, Tween 85, Triton X-100, Triton X-114 e SDS todos a uma concentracao de 0,1% (v/v) a excepcao do Tween 65 em que foi utilizada uma concentracao de 0,1% (p/v), porque a temperatura ambiente este detergente e solido. No final destas extracoes concluiu-se que na maioria dos casos a LBG apresentava uma coloracao mais clara do que a LBG bruta. Para quantificar as proteinas extraidas atraves de cada um dos tratamentos acima mencionados utilizaram-se dois metodos, o metodo de Bradford para quantificar as proteinas presentes nos sobrenadantes das extracoes e o metodo de Kjeldahl para quantificar as proteinas ainda presentes na LBG apos as extracoes. Analisando os resultados obtidos por estes metodos concluiu-se que a extracao efetuada com Tween 80, em que se efectuou uma lavagem adicional a LBG durante a filtracao com uma solucao de agua destilada e etanol a 40% (v/v), foi a que apresentou melhores resultados. Assim, foi com esta amostra proteica que se prosseguiram os estudos as proteinas. Para realizar os estudos as proteinas extraidas efectuou-se uma eletroforese em SDS-PAGE (sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis) com o intuito de verificar o estado da amostra. Analisando os geles obtidos constatou-se que a amostra se encontrava em boas condicoes. Deste modo realizou-se uma eletroforese bidimensional (2 – D) das proteinas extraidas da LBG. Nesta tecnica, como se desconheciam que tipo de proteinas se encontravam presentes na amostra utilizou-se uma banda de pH para a Focagem Isoelectrica (1a Dimensao) entre 3 e 10 e a separacao por Peso Molecular (2a Dimensao) foi efetuada em SDS-PAGE. Analisando os geles obtidos concluiu-se que a maioria das proteinas presentes nesta amostra apresentam pontos isoelectricos na gama de pH entre 5 e 6 e tem pesos moleculares entre 40 e 60 kDa. Pode-se entao concluir que o objectivo deste trabalho foi apenas parcialmente atingido uma vez que se conseguiu extrair e estudar algumas das caracteristicas das proteinas presentes na LBG, mas nao se alcancou a sua clarificacao.

A Aquisição da Estrutura Passiva em Português Europeu

Tese apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Doutor em Linguística

Bioproduction of succinic acid from renewable feedstocks by Actinobacillus succinogenes 130Z

Succinic acid (SA) is a highly versatile building block that is used in a wide range of industrial applications. The biological production of succinic acid has emerged in the last years as an efficient alternative to the chemical production based on fossil fuels. However, in order to fully replace the competing petro-based chemical process from which it has been produced so far, some challenges remain to be surpassed. In particular, one main obstacle would be to reduce its production costs, mostly associated to the use of refined sugars. The present work is focused on the development of a sustainable and cost-e↵ective microbial production process based on cheap and renewable resources, such as agroindustrial wastes. Hence, glycerol and carob pods were identified as promising feedstocks and used as inexpensive carbon sources for the bioproduction of succinic acid by Actinobacillus succinogenes 130Z, one of the best naturally producing strains. Even though glycerol is a highly available carbon source, as by-product of biodiesel production, its consumption by A. succinogenes is impaired due to a redox imbalance during cell growth. However, the use of an external electron acceptor such as dimethylsulfoxide (DMSO) may improve glycerol metabolism and succinic acid production by this strain. As such, DMSO was tested as a co-substrate for glycerol consumption and concentrations of DMSO between 1 and 4% (v/v) greatly promoted glycerol consumption and SA production by this biocatalyst. Aiming at obtaining higher succinic acid yield and production rate, batch and fed-batch experiments were performed under controlled cultivation conditions. Batch experiments resulted in a succinic acid yield on glycerol of 0.95 g SA/g GLY and a production rate of 2.13 g/L.h, with residual production of acetic and formic acids. In fed-batch experiment, the SA production rate reached 2.31 g/L.h, the highest value reported in the literature for A. succinogenes using glycerol as carbon source. DMSO dramatically improved the conversion of glycerol by A. succinogenes and may be used as a co-substrate, opening new perspectives for the use of glycerol by this biocatalyst. Carob pods, highly available in Portugal as a residue from the locust bean gum industry, contain a significant amount of fermentable sugars such as sucrose, glucose and fructose and were also used as substrate for succinic acid production. Sugar extraction from raw and roasted carobs was optimized varying solid/water ratio and extraction time, maximizing sugar recovery while minimizing the extraction of polyphenols. Kinetic studies of glucose, fructose and sucrose consumption by A. succinogenes as individual carbon sources till 30 g/L were first determined to assess possible metabolic diferences. Results showed no significant diferences related to sugar consumption and SA production between the diferent sugars. Carob pods water extracts were then used as carbon source during controlled batch cultivations. (...)

Discordances between phylogenetic and morphological patterns in alpine leaf beetles attest to an intricate biogeographic history of lineages in postglacial Europe.

Pleistocene glacial and interglacial periods have moulded the evolutionary history of European cold-adapted organisms. The role of the different mountain massifs has, however, not been accurately investigated in the case of high-altitude insect species. Here, we focus on three closely related species of non-flying leaf beetles of the genus Oreina (Coleoptera, Chrysomelidae), which are often found in sympatry within the mountain ranges of Europe. After showing that the species concept as currently applied does not match barcoding results, we show, based on more than 700 sequences from one nuclear and three mitochondrial genes, the role of biogeography in shaping the phylogenetic hypothesis. Dating the phylogeny using an insect molecular clock, we show that the earliest lineages diverged more than 1 Mya and that the main shift in diversification rate occurred between 0.36 and 0.18 Mya. By using a probabilistic approach on the parsimony-based dispersal/vicariance framework (MP-DIVA) as well as a direct likelihood method of state change optimization, we show that the Alps acted as a cross-roads with multiple events of dispersal to and reinvasion from neighbouring mountains. However, the relative importance of vicariance vs. dispersal events on the process of rapid diversification remains difficult to evaluate because of a bias towards overestimation of vicariance in the DIVA algorithm. Parallels are drawn with recent studies of cold-adapted species, although our study reveals novel patterns in diversity and genetic links between European mountains, and highlights the importance of neglected regions, such as the Jura and the Balkanic range.

Exposition aux pesticides et risque de diabète de type 2 : une étude au nord du Bénin (Afrique de l'Ouest)

Introduction : La présente étude explore pour la première fois en Afrique, l'association entre l'exposition aux pesticides organochlorés (POC) et le risque de diabète de type 2. L’étude se déroule dans la région du Borgou, au nord du Bénin, où l’utilisation intense de pesticides pour la culture du coton coïncide avec une prévalence élevée du diabète par rapport aux autres régions du pays. Objectifs: 1) Décrire le niveau d’exposition de la population des diabétiques et non diabétiques du Borgou par le taux sérique de certains pesticides organochlorés ; 2) Explorer la relation entre le risque de diabète de type 2 et les concentrations sériques des POC; 3) Examiner l’association entre l’obésité globale, le pourcentage de masse grasse et l’obésité abdominale avec les concentrations sériques des POC; 4) Explorer la contribution de certaines sources d’exposition alimentaire et non-alimentaire aux concentrations sériques des POC. Méthodes : Il s'agit d'une étude cas-témoin qui concerne 258 adultes de 18 à 65 ans identifiés par deux valeurs glycémiques capillaire et veineuse au seuil de 7 mmol/l pour les diabétiques et 5,6mmol/l pour les témoins non diabétiques. Les 129 témoins ont été appariés aux 129 cas selon les critères suivants : l’ethnie, l’âge ± 5ans, le sexe et la localité de résidence. Les informations personnelles et celles portant sur les modes d’exposition ont été recueillies par questionnaire. Les concentrations sériques des POC ont été obtenues par chromatographie gazeuse couplée d’une spectrométrie de masse. L’obésité globale est déterminée par l’IMC ≥ 30 kg/m2. L’obésité abdominale est obtenue par le tour de taille selon les critères consensuels d’Alberti et al. pour la définition du syndrome métabolique. Le pourcentage de masse corporelle a été mesuré par bio-impédance électrique et été considéré comme élevé au seuil de 33% chez les femmes et 25% chez les hommes. Résultats: En comparant les 3ème et premier terciles des concentrations de p,p’-DDE et p,p’-DDT, les sujets du 3e tercile étaient deux à trois fois plus susceptibles de présenter du diabète que ceux du 1er tercile. La probabilité d’obésité abdominale ou de l’obésité générale (en contrôlant pour le statut diabétique) était accrue de trois à cinq fois dans le dernier tercile pour trois des quatre POC qui étaient détectables soit p,p’-DDT, β-HCH et trans-Nonachlore. Les facteurs socioéconomiques associés aux POC sériques sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu et la résidence en milieu urbain. Les sources d’exposition non alimentaire significativement associées aux concentrations sériques de POC étaient l’exposition professionnelle mixte (primaire et secondaire) aux pesticides et la consommation de tabac local. L’achat en opposition à l’autoproduction de plusieurs groupes de denrées alimentaire était associé à de plus fortes teneurs de POC. La fréquence de consommation hebdomadaire du poisson, des légumes, du fromage, de l’igname séchée ainsi que du mil, de l’huile de palme et de certaines légumineuses comme le soya, le néré, le niébé et le voandzou était significativement associées aux POC sériques. Conclusion : L’étude a mis en évidence la relation entre le niveau sérique de pesticides organochlorés d’une part, du diabète ou de l’obésité d’autre part. Les concentrations de POC observées au Borgou sont assez élevées et méritent d’être suivies et comparées à celles d’autres régions du pays. Les facteurs contribuant à ces teneurs élevées sont le niveau d’éducation élevé, un meilleur revenu, la résidence en milieu urbain, l’achat et la fréquence de consommation de plusieurs aliments. La contribution du mélange des polluants auxquels les habitants de cette région sont exposés à la prévalence croissante du diabète mérite d’être examinée, notamment les pesticides utilisés actuellement dans la région pour les productions de rente et autres polluants persistants. Ces résultats contribuent à accroître les connaissances sur les facteurs de risque émergents pour le diabète que sont des polluants environnementaux comme les pesticides. Les implications pour la santé publique sont importantes tant pour la prévention des maladies chroniques que pour la sensibilisation des autorités politiques du pays pour une politique agricole et sanitaire adéquate visant la réduction de l’exposition aux pesticides.