Estudo da atividade anti-inflamatória e toxicológica em extratos de corais do gênero Tubastraea

O ambiente marinho é um dos ecossistemas mais diversos e complexos em termos de biodiversidade. As condições químicas, físicas e biológicas desse ambiente favorecem a produção de uma variedade de substâncias pela biota, transformando os produtos naturais marinhos em um dos recursos promissores na pesquisa por novos compostos bioativos. O gênero Tubastraea (Scleractinia, Dendrophylliidae) inclui corais ahermatípicos que produzem compostos secundários bioativos em situações de competição. No estado do Rio de Janeiro são encontradas duas espécies invasoras desse gênero, Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis. A primeira é amplamente distribuída nas águas tropicais do Atlântico e do Pacífico, e a segunda é nativa do leste do pacífico, ambas invasoras no Atlântico Sul. Este trabalho objetiva avaliar as atividades anti-inflamatória, antioxidante e toxicológica de extratos metanólicos de T. coccinea e T. tagusensis. As colônias de Tubastraea foram coletadas na Baía de Ilha Grande, Rio de Janeiro - Brasil e extraídas com metanol. A caracterização química foi realizada através da espectroscopia ultravioleta, visível e de infravermelho. Ação anti-inflamatória foi avaliada pelo modelo in vivo de edema em pata de camundongo induzido por carragenina. Atividade sequestrante de radicais livres foi avaliada pelo método do DPPH. Na avaliação toxicológica utilizamos o ensaio Salmonella/microssoma, na presença e ausência de ativação metabólica exógena, o teste in vitro de micronúcleo com células de macrófagos de rato e o teste de mortalidade com o microcrustáceo Artemia salina. Foi possível a distinção dos grupos químicos presentes nos extratos, com os resultados encontrados sendo corroborados com os presentes na literatura. Os extratos de ambas as espécies apresentaram inibição significativa no edema da pata nas doses testadas, em relação ao veículo. Ambos os extratos demonstraram capacidade pela captura do radical DPPH. Atividades citotóxica e mutagênica na ausência de metabolização exógena não foram observadas para as linhagens TA97, TA98 e TA102 nas duas espécies; para a TA100 o extrato de T. coccinea induziu citotoxidade na concentração de 50 g/placa. Os dois extratos induziram citotoxicidade na presença de metabolização exógena para a cepa TA98, tendo sido detectada também indução de mutagenicidade nesta linhagem para T. coccinea. Os extratos não foram capazes de induzir a formação de micronúcleos e não foram tóxicos para o microcrustáceo A. salina. A resposta inibitória do edema após 2 h da indução indica que os compostos presentes nos extratos atuam na segunda fase da inflamação, possivelmente pela inibição da produção de prostaglandinas. Os resultados sugerem que os extratos das espécies T. coccinea e T. tagusensis apresentam substâncias com potencial uso farmacológico, como agente anti-inflamatório e antioxidante.

Piper and Vismia Species from Colombian Amazonia Differentially Affect Cell Proliferation of Hepatocarcinoma Cells

There is an increasing interest to identify plant-derived natural products with antitumor activities. In this work, we have studied the effects of aqueous leaf extracts from Amazonian Vismia and Piper species on human hepatocarcinoma cell toxicity. Results showed that, depending on the cell type, the plants displayed differential effects; thus, Vismia baccifera induced the selective killing of HepG2, while increasing cell growth of PLC-PRF and SK-HEP-1. In contrast, these two last cell lines were sensitive to the toxicity by Piper krukoffii and Piper putumayoense, while the Piperaceae did not affect HepG2 growth. All the extracts induced cytotoxicity to rat hepatoma McA-RH7777, but were innocuous (V. baccifera at concentrations < 75 mu g/mL) or even protected cells from basal death (P. putumayoense) in primary cultures of rat hepatocytes. In every case, cytotoxicity was accompanied by an intracellular accumulation of reactive oxygen species (ROS). These results provide evidence for the anticancer activities of the studied plants on specific cell lines and suggest that cell killing could be mediated by ROS, thus involving mechanisms independent of the plants free radical scavenging activities. Results also support the use of these extracts of the Vismia and Piper genera with opposite effects as a model system to study the mechanisms of the antitumoral activity against different types of hepatocarcinoma.

Efeito antimutagênico, antigenotóxico, antiobesidade e antioxidante da Ilex paraguariensis (erva-mate)

O extrato aquoso de erva-mate, obtido a partir de folhas secas de Ilex paraguariensis, é uma bebida amplamente consumida na América do Sul. Inicialmente, nosso objetivo foi caracterizar os compostos presentes nas amostras de erva-mate disponíveis no mercado brasileiro (CH: chimarrão; T: chá mate torrado; G: chá mate torrado, comercialmente acondicionado em garrafas ou C: em copos; TS: chá mate torrado solúvel A mutagenicidade, citotoxicidade e antimutagenicidade de todas as amostras também foram avaliadas atavés do Teste de Ames na presença e na ausência de ativação metabólica. Em seguida, analisamos a amostra TS (2,5, 5,0 e 10 mg/mL) quanto a sua atividade antioxidante e antigenotóxica. Além disso, avaliamos também os efeitos da amostra TS sobre a sinalização da leptina e da insulina no hipotálamo e o estresse oxidativo hepático de ratos adultos obesos programados pela superalimentação neonatal (S). Para induzir S, o tamanho da ninhada foi reduzido a três filhotes por lactante e as ninhadas com número padrão de filhotes (dez/lactante) foram utilizadas como controle. Aos 150 dias de vida, as proles S foram subdivididas em: TS - tratados com extrato aquoso de erva-mate (1g/kg de peso corporal/dia, por gavagem) e S - recebendo água por gavagem durante 30 dias. A prole controle (C) também recebeu água nas mesmas condições do grupo S. Em nossos resultados, verificamos a presença de ácido clorogênico, cafeína e teobromina em todas as amostras analisadas. O conteúdo de compostos fenólicos nas infusões estudadas foram CH: 5,140,23; T: 4,330,01; G: 0,930,25; C: 0,800,3 e TS: 8,350,5 mg/ml. Não observamos efeito mutagênico ou citotóxico nas amostras analisadas. Um efeito antimutagênico significativo foi observado para a cepa TA97 (pré-, co- e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica, em todas as amostras testadas. A amostra TS também apresentou um efeito antimutagênico significativo para a TA102 (pré-, co-e e pós-tratamento), na presença de ativação metabólica. Na análise exclusiva da amostra TS, observamos uma atividade antioxidante quando utilizado o ensaio de DPPH, apresentando IC50 69,3+3,1 μg/ml. Além disso, a amostra TS apresentou um efeito protetor sobre a quebra do DNA plasmidial induzida por radicais superóxido e hidroxila, de maneira dose dependente. No teste do cometa, detectamos um efeito antigenotóxico induzido pelo TS em cultura primária de células epiteliais de esôfago. Em nossos testes in vivo observamos que os animais TS não desenvolveram sobrepeso, obesidade visceral e hiperfagia. A resistência hipotalâmica à leptina não foi significativamente revertida, porém a resistência à insulina foi minimizada pelo tratamento com TS no grupo programado pela S. No fígado, TS normalizou as atividades das enzimas antioxidantes (SOD, GPx e CAT) e diminuiu os marcadores de estresse oxidativo, MDA e 4-HNE. O tratamento com TS também reduziu o conteúdo de glicogênio e triglicerídios hepáticos. Nossos resultados sugerem que a erva-mate foi capaz de proteger o DNA contra danos oxidativos, aumentou as defesas antioxidantes, melhorou a função hepática em ratos superalimentados na lactação, talvez através da modulação da sinalização hipotalâmica da insulina podendo ser, portanto, uma importante ferramenta para prevenção e tratamento de doenças relacionadas ao estresse oxidativo.

Alterações eritrocitárias induzidas pelo exercício físico

Evidências crescentes têm demonstrado que o exercício prejudica a estrutura da membrana eritrocitária, como consequência do aumento do estresse físico e químico. O óxido nítrico (NO) derivado dos eritrócitos afeta a fluidez da membrana e a sua biodisponibilidade depende do equilíbrio entre a sua síntese e eliminação por espécies reativas de oxigênio. Nós investigamos se o exercício realizado em diferentes intensidades afetaria biodisponibilidade do NO eritrocitário e se levaria a um quadro de estresse oxidativo. Dez homens (26 4 anos, VO2pico 44,1 4,3 mL.kg-1.min-1) realizaram um teste cardiopulmonar máximo em esteira e um teste de exercício submáximo a 70% VO2pico durante 30 min. O sangue foi coletado em repouso e imediatamente após os exercícios para isolamento dos eritrócitos. O exercício máximo aumentou a contagem de eritrócitos, hemoglobina e hematócrito, sem levar a qualquer alteração na massa corporal que pudesse sugerir hemoconcentração devido a uma redução do volume plasmático. Observou-se uma diminuição do influxo de L-arginina depois do teste submáximo, mas não no teste máximo. No entanto, a atividade da óxido nítrico sintase, ou seja, a produção de NO, foi aumentada após o teste máximo. Os níveis de GMPc não se alteraram após ambos os teste de exercício. Em relação aos biomarcadores de estresse oxidativo, o exercício submáximo reduziu a oxidação proteica e aumentou a atividade da catalase e a expressão da glutationa peroxidase, enquanto que o exercício máximo levou a uma maior peroxidação lipídica e diminuição da atividade da SOD. Nem a atividade glutationa peroxidase ou a expressão NADPH oxidase foram afetadas pelo exercício. Estes resultados sugerem que o exercício induziu alterações no estresse oxidativo de eritrócitos, que parecem estar mais associadas com a intensidade do que a duração do execicio. Além disso, nas intensidades recomendadas para a promoção da saúde, o exercício mostrou ser protetor, aumentando a atividade e a expressão de enzimas antioxidantes importantes e reduzindo os danos oxidativos.

Bottlenose Dolphins, Tursiops truncatus, Removing By-catch from Prawn-trawl Codends During Fishing in New South Wales, Australia

During a fishing trip to record video footage of fish escaping from a by-catch reducing device located in a commercial prawn trawl, two bottlenose dolphins, Tursiops truncatus, were observed to actively manipulate the codend at the seabed, removing and consuming components of catch (mostly juvenile whiting, Sillago spp.). The observed feeding pattern suggests a well established behavioral response to trawling activities and is discussed with respect to (1) the potential nutritional benefit that dolphins may derive from such activities and (2) the effects that scavenging may have on selectivity of the gear.

Alterações na biodisponibilidade de óxido nítrico e no estresse oxidativo em plaquetas de mulheres na pós-menopausa

O risco de desenvolver doença cardiovascular aumenta com o avançar da idade, sendo exponencialmente maior em mulheres após a menopausa em relação a mulheres em idade reprodutiva. Esse aumento pode ser, em parte, explicado por uma hiperatividade plaquetária e disfunção endotelial nessas mulheres. Em plaquetas, o óxido nítrico é uma molécula essencial para a inibição da sua ativação e agregação; cuja biodisponibilidade depende de sua síntese e inativação por espécies reativas de oxigênio. Assim, o presente estudo visa determinar os efeitos da menopausa sobre a função plaquetária, biodisponibilidade de óxido nítrico e estresse oxidativo. Para tal, a amostra foi constituída por mulheres sendo elas 15 jovens entre 20 e 40 anos (grupo controle), 12 mulheres entre 45 e 60 anos pós-menopausadas há no mínimo 12 meses que não faziam uso de reposição hormonal e que não possuíam fatores de risco para doença cardiovascular. Os resultados demonstraram que mulheres pós-menopausadas apresentam uma hiperagregação plaquetária induzida por colágeno em relação a mulheres jovens. Essas mulheres também apresentaram o influxo de L-arginina aumentado em relação ao grupo controle. No entanto, a atividade da enzima óxido nítrico sintase estava diminuída nas mulheres após a menopausa, assim como os níveis plasmáticos de L-arginina. A expressão das enzimas iNOS e eNOS não diferiu significativamente entre os grupos. A expressão das subunidades 1 e 1 da enzima guanilato ciclase, e a fosfodiesterase 5 não se apresentaram diferentes entre os grupos. A expressão das enzimas glutationa peroxidase, subunidades gp91phox e p47phox da NADPH oxidase não estavam alteradas em plaquetas de mulheres pós-menopausadas, já a catalase estava mais expressa neste grupo. Em relação à atividade das enzimas antioxidantes, foi observado um aumento na superóxido dismutase em mulheres pós-menopausadas. Esse grupo apresentou ainda níveis mais elevados de grupamentos sulfidrila. Já em relação a danos proteicos não foi possível observar diferença entre os grupos. Dessa forma, esses resultados podem contribuir para uma melhor compreensão da hiperagregação plaquetária observada nas mulheres após a menopausa, o que, por sua vez, pode contribuir para a elucidação de mecanismos envolvidos na morbidade e mortalidade cardiovascular elevada nessa população.

Avaliação do potencial fotoprotetor de extratos de musgos e investigação de seus riscos toxicológicos

A radiação ultravioleta (UV) induz diversos efeitos nocivos nos organismos e a quantidade desta radiação que atinge a biosfera é afetada pela concentração de ozônio, latitude, altitude, clima e reflexão especular. As respostas de briófitas em relação aos efeitos da radiação UV e a presença de compostos que absorvem esta radiação têm sido estudadas. Sanionia uncinata, Holomitriopsis laevifolia e Leucobryum laevifolium são espécies de musgos encontrados em locais expostos a alta incidência de radiação UV e com habitats distintos. Considerando que as respostas de musgos contra os efeitos da radiação UV e seus mecanismos de proteção ainda são pouco caracterizados, o objetivo deste estudo foi investigar o potencial fotoprotetor e possíveis riscos toxicológicos associados aos extratos dos musgos S. uncinata, proveniente da Antártica e H. laevifolia e L. laevifolium, proveniente do Amazonas. Seus extratos metanólico (EM), aquoso (EA), hidroalcoólico (EH) e etanólico (EE) foram estudados com a caracterização química por absorção ao UV e visível e pela cromatografia líquida de alta eficiência; quantificação do índice total de compostos fenólicos; determinação da capacidade captadora do radical 2,2-difenil-1-picril-hidrazila a fim de avaliar as atividades antioxidantes; avaliação do potencial de fotoproteção cutânea pela determinação do fator de proteção solar; avaliações do potencial mutagênico e citototóxico, através do ensaio de Salmonella/microssoma, utilizando as cepas TA97, TA98, TA100, TA102 e TA104; do potencial fotomutagênico através do ensaio de fotomutagenicidade, usando as cepas TA102 e TA104; e investigação dos efeitos genotóxicos e fotogenotóxicos, pelo ensaio de micronúcleo e fotomicronúcleo, respectivamente, usando diferentes linhagens celulares estabelecidas. Foram encontradas atividades fotoprotetoras e antioxidantes e observou-se que os extratos se apresentaram singulares devido a sua composição química. Os resultados fotoprotetores, além dos mutagênicos/fotomutagênicos, genotóxicos/fotogenotóxicos e suas respectivas avaliações citotóxicas também permitiram selecionar extratos e suas concentrações, como promissores candidatos em fotoproteção Assim, os EA e EH de H. laevifolia e L. laevifolium apresentam, no geral, os resultados mais significativos, tornando-se potenciais para avaliações refinadas em fotoproteção e na separação de componentes que possam levar a futuras aplicações como antioxidantes e protetores solares ou como adjuvantes.

Natural diet of penaeid prawns in the coastal waters of Mumbai

Foregut contents of eight commercially important species of penaied prawns namely Penaeus merguiensis, Metapenaeus affinis, M. monoceros, M. brevicornis, Parapenaeopsis stylifera, P. hardwickii, P. sculptilis and Solenocera crassicornis were investigated from inshore, nearshore and offshore fishing grounds of Mumbai. Feeding intensity and index of preponderance (IP) of the dietary items were compared statistically for the species, sexes, fishing areas and maturity condition of females. All the species except M. monoceros and P. sculptilis showed that females were better fed than males. The feeding intensity in the three depth-zones was different for M. affinis, M. brevicornis, M. monoceros, P. hardwickii and S. crassicornis, and uniform for P. merguiensis, P. stylifera and P. sculptilis. Acetes spp., prawn remains, polychaetes, benthic crustaceans, foraminifers and fish remains were the important food items of the prawns. Dietary comparison between the two sexes of the species did not show any difference, but mature females of M. monoceros and P. sculptilis had different diets. Comparison of food items for all the species together showed significant difference between the three areas. Crustacean diet was the favorite in the inshore and nearshore, and polychaetes in the offshore waters. All the species except P. hardwickii showed difference in their dietary composition in the three depth-zones. It is concluded that these coexisting species are primarily carnivorous and exhibit diverse food preferences in different depth-zones by browsing on interstitial organisms, chasing epipelagic prey, raptorial predation, scavenging on dead organisms or adopting different temporal abundance to avoid inter-specific competition for food.

The role of cell-surface-bound phosphatases in species competition within natural phytoplankton assemblage: an in situ experiment

Despite it is widely acknowledged that the ability to hydrolyze dissolved organic matter using extracellular phosphatases is diverse in fresh water phytoplankton, the competition within single species related to presence and quantity of cell-surface-bound phosphatases has not been examined in natural conditions yet. Here, we studied phytoplankton species competition in a freshwater reservoir during an in situ experiment. A natural plankton community, with the exclusion of large zooplankton, was enclosed in permeable dialysis bags inside two large containers of different bioavailable phosphate concentrations. Phytoplankton species biomass and the abundance of bacteria were determined in purpose to compare the development of enclosed microbial communities. Total and cell-surface-bound phosphatase activities in the phytoplankton were investigated using the Fluorescently Labelled Enzyme Activity (FLEA) technique that allows for direct microscopic detection of phosphatase-positive cells and, with image cytometry, enables quantification of phosphatase hydrolytic capacity. Production of extracellular phosphatases was not completely inhibited or stopped in the phosphate-enriched environment, phytoplankton cells only showed the activity less often. Under the phosphate-nonenriched conditions, the production of phosphatases was enhanced, but active species did not proliferate amongst phytoplankton assemblage. Further, specific growth rates of the phosphatase-positive species in the non-enriched environment were lower than the same phosphatase-positive species in phosphate-enriched environment. Interestingly, the phosphatase-positive cells of Ankyra ancora increased their size in both treatments equally, although the population in phosphate-enriched environment grew much faster and the cell-specific phosphatase activity was lower. We hypothesize that brand new daughter cells had sufficient phosphorus reserves and therefore did not employ extracellular phosphatases until they matured and needed extra bioavailable phosphorus to support their metabolism before cell division. Based on presented in situ experiment, we propose that the ability to hydrolyze organic polymers and particles with cell-surface-hound phosphatases is advantageous for longer persistence of given population in a phosphate-scarce environment; although phosphatase-positive species cannot dominate the reservoir phytoplankton solely because of specific phosphorus-scavenging strategy.

Photodegradation of 2-naphthol in aqueous solutions in the presence of humic acid and ferric ions

In this work, the photodegradation of the carcinogenic pollutant 2-naphthol in aqueous solution containing Aldrich humic acid (HA) and ferric ions (Fe(III)) under 125 W and 250 W high pressure mercury lamp (HPML, lambda >= 365 nm) irradiation was investigated. The photooxidation efficiencies were dependent on the pH values, light intensities and Fe(III)/HA concentration in the water, with higher efficiency at pHs 3-4, and 50 mu mol l(-1) Fe(III) with 20 mg l(-1) HA under 250 W HPML. The initial rate of photooxidation increases with increasing, the initial concentration of 2-naphthol from 10 mu mol l(-1) to 100 mu mol l(-1), while do not change at 50 and 100 mu mol l(-1). However, higher removal efficiency of 2-naphthol is achieved at its lower initial concentration of 10 mu mol l(-1), and initial rate of photooxidation is 0.193 mu mol l(-1) min(-1). Dissolved oxygen (DO) plays an important role in the system containing Fe(III)-HA complexes in which Fenton and photo-Fenton reactions were enhanced in the environment. Hydroxyl radicals produced in HA solution with or without ferric ions were determined by using benzene as free radical scavenger and phenol as scavenging products proportional to hydroxyl radicals. By using UV-Vis and excited fluorescence spectrum techniques, the main photooxidation products, which have higher absorption in the region of 240-340 nm, were found, and the mechanisms for the oxidative degradation is proposed.

增温对川西亚高山针叶林不同光环境下几种幼苗生长的影响

由于人类活动所引起的地球大气层中温室气体的富集已导致全球地表平均温度在20 世纪升高了0.6 ¡æ，并预测在本世纪将上升1.4-5.8 ¡æ。气候变暖对陆地植物和生态系统产生深远影响，并已成为全球变化研究的重要议题。位于青藏高原东部的川西亚高山针叶林是研究气候变暖对陆地生态系统影响的重要森林类型。森林采伐迹地和人工云杉林下作为目前该区人工造林和森林更新的两种重要生境，二者截然不同的光环境对亚高山针叶林不同物种更新及森林动态有非常重要的影响。 本文以青藏高原东部亚高山针叶林几种主要森林树种为研究对象，采用开顶式增温法（OTCs）模拟气候变暖来研究增温对生长在两种不同光环境下（全光条件和林下低光环境）的几种幼苗早期生长和生理的影响，旨在从更新角度探讨亚高山针叶林生态系统不同树种对气候变暖在形态或生理上的响应差异，其研究结果可在一定程度上为预测气候变暖对亚高山针叶林物种组成和演替动态提供科学依据，同时也可为未来林业生产管理者提供科学指导。 1、与框外对照相比，OTCs 框内微环境发生了一些变化。OTCs 框内与框外对照气温年平均值分别为5.72 ¡æ和5.21 ¡æ，而地表温度年平均值分别为5.34 ¡æ和5.04 ¡æ，OTCs 使气温和地表年平均温度分别提高了0.51 ¡æ和0.34 ¡æ；OTCs框内空气湿度年平均值约高于框外对照，二者分别为90.4 %和85.3 %。 2、增温促进了三种幼苗生长和生物量的积累，但增温效果与幼苗种类及所处的光环境有关。无论在全光或林下低光条件下，增温条件下云杉幼苗株高、地径、分支数、总生物量及组分生物量（根、茎、叶重）都显著地增加；增温仅在全光条件下使红桦幼苗株高、地径、总生物量及组分生物量（根、茎、叶重）等参数显著地增加，而在林下低光条件下增温对幼苗生长和生物量积累的影响效果不明显；冷杉幼苗生长对增温的响应则与红桦幼苗相反，增温仅在林下低光条件下对冷杉幼苗生长和形态的影响才有明显的促进作用。 增温对三种幼苗的生物量分配模式产生了不同的影响，并且这种影响也与幼苗所处的光环境有关。无论在全光或林下低光环境下，增温都促使云杉幼苗将更多的生物量分配到植物地下部分，从而导致幼苗在增温条件下有更高的R/S 比；增温仅在林下低光条件下促使冷杉幼苗将更多的生物量投入到植物叶部，从而使幼苗R/S 比显著地降低；增温在全光条件下对红桦幼苗生物量分配的影响趋势与冷杉幼苗在低光条件下相似，即增温在全光条件下促使红桦幼苗分配更多的生物量到植物同化部分—叶部。 3、增温对亚高山针叶林生态系统中三种幼苗气体交换和生理表现的影响总体表现为正效应（Positive），即增温促进了几种幼苗的生理活动及其表现：（i）无论在全光或林下低光环境下，增温使三种幼苗的光合色素含量都有所增加；（ii）增温在一定程度上提高了三种使幼苗的PSII 光系统效率（Fv/Fm），从而使幼苗具有更强的光合电子传递活性；增温在一定程度使三种幼苗潜在的热耗散能力（NPQ）都有所增强，从而提高幼苗防御光氧化的能力；（iii）从研究结果来看，增温通过增加光合色素含量和表观量子效率等参数而促进幼苗的光合作用过程。总体来说增温对幼苗生理过程的影响效果与幼苗种类及所处的光环境有关，增温仅在全光条件下对红桦幼苗光合过程的影响才有明显的效果，而冷杉幼苗则相反，增温仅在低光条件下才对幼苗的生理过程有显著的影响。 4、增温对三种幼苗的抗氧化酶系统产生了一定的影响。从总体来说，增温使几种幼苗活性氧含量及膜脂过氧化作用降低，从而在一定程度上减轻了该区低温对植物生长的消极影响；增温倾向表明使三种幼苗体内抗氧化酶活性和非酶促作用有所提高，从而有利于维持活性氧代谢平衡。但增温影响效果与幼苗种类所处的光环境及抗氧化酶种类有关，增温对冷杉幼苗抗氧化酶活性的影响仅在林下低光环境下效果明显，而对红桦幼苗抗氧化酶活性的影响仅在全光条件下才有明显的效果。 总之，增温促进了亚高山针叶林生态系统中三种幼苗的生长和生理表现，但幼苗生长和生理对增温的响应随植物种类及所处的光环境不同而变化，这种响应差可能异赋予了不同植物种类在未来气候变暖背景下面对不同环境条件时具有不同的适应力和竞争优势，从而对亚高山针叶林生态系统物种组成和森林动态产生潜在的影响。 Enrichment of atmospheric greenhouse gases resulted from human activities suchas fossil fuel burning and deforestation has increased global mean temperature by 0.6¡æ in the 20th century and is predicted to increase it by 1.4-5.8 ¡æ. The globalwarming will have profound, long-term impacts on terrestrial plants and ecosystems.The ecoologcial consequences arising from global warming have also become thevery important issuses of global change research. The subalpine coniferous forests inthe eastern Qinghai-Tibet Plateau provide a natural laboratory for the studying theeffects of climate warming on terrestrial ecosystems. The light environment differssignificantly between clear-outs and spruce plantations, which is particularlyimportant for plant regeneration and forest dynamics in the subalpine coniferous forests. In this paper, the short-term effects of two levels of air temperature (ambient andwarmed) and light (full light and ca. 10% of full light regimes) on the early growthand physiology of Picea asperata, Abies faxoniana and Betula albo-sinensis seedlingswas determined using open-top chambers (OTCs). The aim of the present study wasto understand the differences between tree species in their responses to experimentalwarming from the perspective of regeneration. Our results could provide insights intothe effects of climate warming on community composition and regeneration behavior for the subalpine coniferous forest ecosystem processes, and provide scientificdirection for the production and management under future climate change. 1. The OTCs manipulation slightly altered thermal conditions during the growingseason compared with the outside chambers. The annual mean air temperature andsoil surface temperature was 5.72 and 5.34 ¡æ (within the chambers), and 5.21 and5.04 ¡æ (outside the chambers), respectively. The OTCs manipulation increased airtemperature and soil surface temperature by 0.51 and 0.34 ¡æ on average, respectively.Air relative humidity was slightly higher inside the OTCs compared with the controlplots, with 90.4 and 85.3 %, respectively. 2. Warming generally stimulated the growth and biomass accumulation of thethree tree species, but the effects of warming on growth and development variedbetween light conditions and species. Irrespective of light regimes, warmingsignificantly increased plant height, root collar diameter, total biomass, componentbiomass (stem, foliar and root biomass) and the number of branches in P. asperataseedlings; For A. faxoniana seedlings, significant effects of warming on all the tested parameters (plant height, root collar diameter, total biomass, and component biomass) were found only under low light conditions; In contrast, the growth responses of B.albo-sinensis seedlings to warming were found only under full light conditions. Warming had pronounced effects on the pattern of carbon allocation. Irrespectiveof light regimes, the P. asperata seedlings allocated relatively more biomass to rootsin responses to warming, which led to a higher R/S. Significant effects of warming onbiomass allocation were only found for the A. faxoniana seedlings grown under lowlight conditions, with significantly increased in leaf mass ratio (LMR) and decreasedin R/S in responses to warming manipulation. The carbon allocation responses of B.albo-sinensis seedling to warming under full light conditions were similar with theresponse of A. faxoniana seedlings grown under low light conditions. Warmingsignificantly decreased root mass ratio (RMR), and increased leaf mass ratio (LMR)and shoot/root biomass ratio (S/R) for the B. albo-sinensis seedlings grown under full light conditions. 3. Warming generally had a beneficial effect on physiological processes of dominant tree species in subalpine coniferous forest ecosystems: (i) Warming markedincreased the concentrations of photosynthetic pigments in both tree species, but theeffects of warming on photosynthetic pigments were greater under low lightconditions than under full light conditions for the two conifers; (ii) Warming tended toenhance the efficiency of PSII in terms of increase in Fv/Fm, which was related tohigher chloroplast electron transport activity; and enhance non-radiative energydissipation in terms of in increase in NPQ, which may reflect an increased capacity inpreventing photooxidation; (iii) Warming may enhance photosynthesis and advancephysiological activity in plants by increasing photosynthetic pigment concentration,the efficiency of PSII and apparent quantum yield (Φ) etc. From the results, theeffects of warming on seedlings’ physiological performance varied between lightenvironment and species. The effects of warming on photosynthesis performance of B.albo-sinesis seedlings were pronounced only under full light conditions, while thephysiological responses of A. faxoniana seedlings to warming were found only underthe 60-year plantation. These results provided further support for the observationsabove on growth responses of seedlings to warming. 4. Warming had marked effects on antioxidative systems of the three seedlings.Warming generally decreased H2O2 accumulation and the rate of O2- production, andalleviated degree of lipid peroxidation in terms of decreased MDA content, whichalleviated to some extent the negative effects of low temperature on the plant growthand development in this region; Warming tended to increase the activities ofantioxidative enzymes and stimulate the role of non-enzymatic AOS scavenging,which helped to create an balance in maintaining AOS metabolites for the threeseedlings. Nevertheless, the effects of warming on antioxidative defense systems werepronounced only under the 60-year plantation for the A. faxoniana seedlings. Incontrast, the marked effects of warming on antioxidative defense systems for the B.albo-sinesis seedlings were found only under the full light conditions. In sum, warming is considered to be generally positive in terms of growth andphysiological process. However, the responses of growth and physiology performanceto warming manipulation varied between species and light regimes. Competitive and adaptive relationships between tree species may be altered as a result of responsedifferences to warming manipulation, which is one mechanism by which globalwarming will alter species composition and forest dynamics of subalpine coniferousforest ecosystems under future climate change.

Antioxidant Sensors Based on Iron Diethylenetriaminepentaacetic Acid, Hematin, and Hemoglobin Modified TiO2 Nanoparticle Printed Electrodes

Antioxidant amperometric sensors based on iron-containing complexes and protein modified electrodes were developed. Indium tin oxide glass was printed with TiO2 nanoparticles, onto which iron-containing compounds and protein were adsorbed. When applied with negative potentials, the dissolved oxygen is reduced to H2O2 at the electrode surface, and the H2O2 generated in situ oxidizes Fe-II to Fe-III, and then electrochemical reduction of Fe-III therefore gives rise to a catalytic current. In the presence of antioxidants, H2O2 was scavenged, the catalytic current was reduced, and the decreased current signal was proportional to the quantity of existing antioxidants. A kinetic model was proposed to quantify the H2O2 scavenging capacities of the antioxidants. With the use of the sensor developed here, antioxidant measurements can be done quite simply: put the sensor into the sample solutions (in aerobic atmosphere), perform a cathodic polarization scan, and then read the antioxidant activity values. The present work can be complementary to the previous studies of antioxidant sensor techniques based on OH radicals and superoxide ions scavenging methods, but the sensor developed here is much easier to fabricate and use.

Effects of ultrahigh pressure extraction conditions on yields and antioxidant activity of ginsenoside from ginseng

Ultrahigh pressure technique was employed to extract ginsenosides from roots of ginseng (Panax ginseng C.A. Meyer). The optimal conditions for ultrahigh pressure extraction (UPE) of total ginsenosides were quantified by UV-vis spectrophotometry with the ginsenoside Re as standard, the signal ginsenosides were quantified by HPLC and ELSD with ginsenosides Re, Rg(1), Rb-1, Rc and Rb-2 as standards. Orthogonal design was applied to evaluate the effects of four independent factors (extraction pressure, extraction temperature, extraction time and ethanol concentration) on the yield and 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity of ginsenoside, which are based on microwave extraction (ME), ultrasound extraction (UE), soxhlet extraction (SE) and heat reflux extraction (HRE) method. The results showed that UPE method can produce ginsenoside with the highest yield and the best radical scavenging activity compared to other used ones. Scanning electron microscopic (SEM) images of the plant cells after ultrahigh pressure treatment was obtained to provide visual evidence of the disruption effect.

A potent anti-oxidant property: fluorescent recombinant alpha-phycocyanin of Spirulina

To express and product a fluorescent antioxidant holo-alpha-phycocyanin (PC) of Spirulina platensis (Sp) with His-tag (rHHPC; recombinant holo-alpha-phycocyaninof Spirulina platensis with His-tag) in 5-l bench scale. A vector harbouring two cassettes was constructed: cpcA along with cpcE-cpcF in one cassette; ho1-pcyA in the other cassette. Lyases CpcE/F of Synechocystis sp. PCC6803 (S6) could catalyse the 82 site Cys in apo-alpha-PC of Sp linking with bilin chromophores, and rHHPC was biosynthesized in Escherichia coli BL21. The constant feeding mode was adopted, and transformant reached the biomass of rHHPC up to 0.55 g l(-1) broth in 5-litre bench scale. rHHPC was purified by Ni2+ affinity column conveniently. The absorbance and the fluorescence emission spectra of rHHPC had lambda(max) at 621 and 650 nm, respectively. The IC50 values of rHHPC were 277.5 +/- 25.8 mu g ml(-1) against hydroxyl radicals and 20.8 +/- 2.2 mu g ml(-1) against peroxyl radicals. Combinational biosynthesis of rHHPC was feasible, and the constant feeding mode was adopted to produce good yields of rHHPC. Fluorescent rHHPC with several unique qualitative and quantitative features was effective on scavenging hydroxyl and peroxyl radicals. A potent antioxidant rHHPC was co-expressed, produced and characterized for nutritional and pharmacological values, which would help to develop phycobiliproteins' applications in their fluorescent and biological activities.

Antioxidative principals of Jussiaea repens: an edible medicinal plant

Jussiaea repens L. (JRL) is an edible medicinal plant and is also used as a vegetable by the local people in southwestern China. The crude extract and its four fractions derived from JRL were evaluated for the 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical-scavenging ability, hydroxyl radical-scavenging capacity and the potassium ferricyanide reduction property. The ethyl acetate-soluble fraction (EAF) and EAF6 (a subfraction derived from EAF) were the most valuable fraction and subfraction, respectively. Furthermore, bioactivity-guided chromatographic fractionation revealed that three pure compounds greatly contributed to the antioxidant activities. Qualitative and quantitative analyses of the major antioxidant constituents in the extract were systematically conducted by NMR, mass spectral analyses and RP-HPLC. The result demonstrated that rosmarinic acid (2.00 mg g(-1) JRL dry weight) quercetin 3-O-beta-D-glucopyranoside (9.88 mg g(-1) JRL dry weight), and kaempferol 3-O-beta-D-glucopyranoside (1.85 mg g(-1) JRL dry weight) were the major antioxidative constituents in JRL. These compounds are reported for the first time from this plant.