South American cyprinodontiform fish are potential candidates to be used as model biomarker species of exposure in environmental toxicology. The aim of this study was to identify molecular and ...biochemical biomarkers of pollution using Poecilia vivipara (Poecilidae) and Jenynsia multidentata (Anablepidae). Partial nucleotide sequences for cytochrome P-450 1A (CYP1A), a classical biomarker of exposure to organic contaminants in fish, were identified in P. vivipara and J. multidentata (approximately 650 nucleotides) using degenerated primers and polymerase chain reaction (PCR). These sequences shared approximately 90% identity in the predicted amino acid sequence with the corresponding CYP1A region of Fundulus heteroclitus. Real-time quantitative PCR (RT-qPCR) analysis confirmed that CYP1A transcription was markedly induced in the liver and gills of J. multidentata (approximately185-fold and 20-fold, respectively) and P. vivipara (122-fold and 739-fold, respectively) 24 h after exposure to 1 μM synthetic CYP1A inducer β-naphthoflavone (BNF). At 24 h after injection with 1 μg/g environmental carcinogenic contaminant benzoapyrene (BaP), a decreased total antioxidant capacity against peroxyl radicals was observed both in liver of J. multidentata and gills of P. vivipara. BaP injection in both fish did not produce changes in lipid peroxide (thiobarbituric acid-reactive substances, TBARS) levels, suggesting an absence of an oxidative stress condition. The newly identified CYP1A may thus serve as general biomarker of exposure to organic contaminant in future studies using P. vivipara and J. multidentata. Data also indicate the importance of species-specific differences in biomarker responses in these South American cyprinodontiform fish, suggesting distinct resistance/susceptibility properties to polycyclic aromatic hydrocarbons.
South American Cyprinodontiform fishes are potential candidates to be used as model species in environmental toxicology. We sought for molecular and biochemical biomarkers of pollution in
Poecilia ...vivipara
(Poecilidae) and
Jenynsia multidentata
(Anablepidae). Partial nucleotide sequences for the
cytochrome P450 1A
(
cyp1A
), a classical biomarker of exposure to organic contaminants in fish, were identified in
P. vivipara
and
J. multidentata
(∼ 650 nucleotides) using degenerated primers and PCR. These sequences shared ∼ 90 % identity in the predicted amino acid sequence with the corresponding Cyp1A region of
Fundulus heteroclitus
. RT-qPCR analysis confirmed that
cyp1A
transcription was strongly induced in the liver and gills of
J. multidentata
(∼185-fold and ∼20-fold, respectively) and
P. vivipara
(122-fold and 739-fold, respectively), after 24-hrs exposure to 1 μM of the synthetic
cyp1A
inducer β-naphthoflavone (BNF). After 24 hs of injection with 1 μg.g
-1
of the environmental carcinogenic contaminant benzoapyrene (BaP), a decreased total antioxidant capacity against peroxyl radicals was observed both in liver of
J. multidentata
and gills of
P. vivipara
. BaP injection in both fishes did not cause changes in lipid peroxides (TBARS) levels, suggesting an absence of an oxidative stress situation caused by BaP injection in this study. The newly identified
cyp1As
would serve as general biomarkers of exposure to organic contaminant in future studies using
P. vivipara
and
J. multidentata
. The results also points out to the important species-specific differences in the biomarker responses in those South American cyprinodontiform fishes, which would suggests distinct resistance/susceptibility to polycyclic aromatic hydrocarbons.
The effects of hyposmotic stress and white spot syndrome virus (WSSV) challenge in expression was studied in the marine shrimp
Litopenaeus vannamei. Messenger RNA from gills of shrimp submitted to ...osmotic stress was isolated to identify genes differentially expressed through the suppressive subtractive hybridization (SSH) method. Two subtractive libraries forward and two reverse were constructed to identify up and down-regulated genes under these conditions. About 192 clones were sequenced, of which 46 genes were identified. These genes encode proteins corresponding to a wide range of biological roles, including defense, cell signaling, electron transfer, cell proliferation and differentiation, apoptosis, intermediary metabolism, cytoskeleton and digestion. Among the identified genes, 19 were up-regulated and 27 were down-regulated in the animals kept at a lower ion concentration. We evaluated the expression of eight genes by RT-qPCR in shrimp submitted to hyposmotic conditions with and without WSSV challenge. The SSH enabled the identification of genes that are influenced by hyposmotic stress. A significant up-regulation was observed in
lectin-C,
QM,
TGF beta inducible nuclear protein 1,
ciclophilin,
malate dehydrogenase,
mitochondrial ATP synthase F chain and
ATP synthase subunit 9 precursor transcripts. However, the expression of these genes in
L. vannamei was not affected by WSSV infection both at isosmotic and hyposmotic conditions.
Crassostrea rhizophorae is a euryhaline oyster that inhabits mangrove areas, which are widely distributed along the Brazilian coast. The aim of this study was to investigate the effects of salinity ...(9, 15, 25, and 35
ppt) on the activities of glutathione
S-transferase (GST), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH), catalase (CAT), and acetylcholinesterase (AChE) in the digestive gland of this species after exposure to diesel oil for 7 days at nominal concentrations of 0.01, 0.1, and 1
ml
L
−1 and after depuration for 24
h and 7 days. GST activity increased in a diesel oil concentration-dependent manner at salinities 25 and 15
ppt and remained slightly elevated even after depuration periods of 24
h and 7 days. No changes were observed in the activities of G6PDH, CAT, and AChE in the oysters exposed to diesel and depurated. Based on these results, GST activity in the digestive gland of
C. rhizophorae might be used as a biomarker of exposure to diesel oil in sites where the salinity is between 15 and 25
ppt, values usually observed in mangrove ecosystems.
Oysters
Crassostrea rhizophorae and
Crassostrea gigas were kept for fourteen days at four sites in São José, SC, Brazil, chosen according to a sewage discharge contamination gradient. Enzymatic ...activities of CAT, GST, G6PDH and GR were evaluated in gills and digestive glands. Higher CAT activity was observed in tissues of
C. rhizophorae in response to sewage contamination possibly indicating peroxisome proliferation induction.
C. gigas showed elevated G6PDH activity in digestive gland, and GR in gills, after domestic sewage exposure. In conclusion,
C. rhizophorae and
C. gigas showed different biochemical responses after
in situ exposure to domestic sewage. However,
C. rhizophorae showed more significant changes in CAT suggesting that this organism could be a better monitor to this kind of effluent.
Instituto de Ciências Biológicas (ICB), Universidade Federal do Rio Grande (FURG), Av. Itália
Km 8, Rio Grande, RS, 96208-060, Brazil.
Email: julianozanette@furg.br; biozanette@hotmail.comThe recent ...advances in molecular biology and biochemistry have led to
important discoveries and new insights in the fi eld of aquatic toxicology.
Fishes that are used in laboratory (e.g., zebrafish Danio rerio) and
environmental studies (e.g., North American killifi sh Fundulus heteroclitus)
are considered model organisms for such purposes. This chapter aims to
review the current literature regarding some genes and proteins involved
in the biotransformation of organic molecules in well-known model fi shes,
and exploring how the new discoveries could be important and applicable
to a wide range of South American tropical fi sh, with a major focus on
the study of cytochrome P450 of family 1 (CYP1s) gene/proteins and
cyprinodontiforme fi shes.
Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Florianópolis, 2009
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O recente avanço da biologia molecular tem ampliado o conhecimento relacionado a invertebrados marinhos e peixes, gerando inúmeras possibilidades de novas aplicações biotecnológicas. No presente estudo foram identificados e caracterizados novos genes em organismos modelo para estudos ecotóxicológicos. No capítulo I, foram estudados aspectos moleculares, bioquímicos e químicos, da ostra-do-mangue Crassostrea rhizophorae, uma espécie de importância econômica, ecológica e social que ocorre amplamente em estuários e manguezais na costa brasileira, áreas de risco constante de contaminação. Ostras expostas a efluentes contendo esgoto doméstico na Baía Norte da Grande Florianópolis mostraram aumento na atividade da enzima catalase, um biomarcador clássico de contaminação aquática. Bibliotecas subtrativas em ostra, comparando local contaminado e referência, possibilitaram a identificação de 36 novos genes de interesse para estudos ecotoxicológicos em C. rhizophorae, alguns deles codificam proteínas possívelmente envolvidas em biotransformação de xenobiótico, metabolismo de lipídeo, defesa imune, estresse oxidativo e ligante de metais. No capítulo II, bibliotecas públicas de sequências nucleotídicas expressas (ESTs) foram pesquisadas a fim de identificar novos genes de citocromo P450 (CYP) em moluscos bivalves dos gêneros Mytilus (mexilhões) e Crassostrea (ostras). Um total de 113 sequências CYP foram encontradas, a maioria em M. californianus (58). A caracterização preliminar do sistema complemento CYP em M. californianus, mostra que assim como é observado em deuterostômios, há uma expansão do Clan 2 neste organismo. Sequências similares as famílias CYP1, CYP3 e CYP26 de vertebrados foram clonadas em M. edulis, e a expressão órgão-específica e indução por contaminantes para estes genes foram avaliadas. Os genes CYP1-like, similares a CYP1A, que é proposto há décadas como biomarcador para agonistas do receptor AHR em vertebrados, não foi induzida por estas substâncias em M. edulis. Interessantemente, genes CYP3-like e CYP26-like foram induzidos por beta-naftoflavona, o que indica que diferentes mecanismos de ativação gênica, e provavelmente de biotransformação, ocorra nos CYPs em moluscos, quando comparados às famílias CYP similares de vertebrados. Este é o primeiro estudo a mostrar a diversidade do sistema complemento CYP (mesmo que de forma preliminar); clonar genes CYP1-like, CYP3-like e CYP26-like; e caracterizar a expressão destes genes em um molusco bivalve. No capitulo III foram identificados três novos genes CYP1 no peixe-modelo ambiental Fundulus heteroclitus. O set completo de genes CYP1 de peixe (CYP1A, CYP1B1, CYP1C1, CYP1C2 e CYP1D1), mostraram diferentes padrões de distribuição órgão-específica e indução por PCB 126, o que permitiu a escolha das combinações órgão/CYP1 mais apropriadas para detecção de contaminantes agonistas do receptor AHR. Estudos em uma população de F. heteroclitus proveniente de um local historicamente contaminado por PCB mostrou diferenças na expressão de alguns desses novos genes que podem estar relacionadas à adaptação para viver nestes locais. Os genes mais apropriados para detecção de contaminantes agonistas do AHR (CYP1A, CYP1B1 e CYP1C1) também foram clonados no peixe Poecilia vivipara, e poderão servir como biomarcadores de contaminação aquática nesta espécie amplamente distribuída em ambientes contaminados da costa Brasileira.
Este trabalho apresenta um estudo sobre a aplicabilidade da técnica óptica shearografia para caracterizar a localização e profundidade de defeitos em materiais compósitos. Foi desenvolvido através de experimentos controlados tendo como base conjuntos de corpos de prova contendo falhas artificiais quadradas, propositalmente introduzidas entre as lâminas de um material compósito fabricado com resina epóxi e fibras de vidro unidirecionais e cruzadas. Defeitos de diferentes tamanhos foram dispostos em diferentes profundidades ao longo da espessura do material. O principal tipo de carregamento utilizado foi do tipo vibracional associado às técnicas de Média-Temporal, com iluminação contínua do laser para se obter a resposta da amplitude de modulação através de franjas de interferência e à técnica com iluminação Estroboscópica de forma a conseguir mapas das diferenças de fases referentes à superfície analisada.
Foram produzidos conjuntos de corpos de prova com e sem falha de adesão artificialmente provocada. As respostas em freqüência foram relacionadas às profundidades das diferentes falhas. As relações freqüência x profundidade apresentaram bom comportamento, conforme descrevem as bibliografias consultadas. Também foram comparados os resultados obtidos através do modelamento matemático com os obtidos experimentalmente. Os resultados alcançados neste trabalho são encorajadores e abrem as portas para novos estudos com outros tipos de falhas e materiais compósitos.
Submitted by Sandra Pereira (srpereira@ufrrj.br) on 2018-11-23T11:46:06Z
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Previous issue date: 2010-07-27
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior, CAPES, Brasil.
The production of plant biomass for alternative renewable energy currently represents a great;
challenge to research. The release of CO2 from its use constitutes only the CO2 recycling that;
was removed from the atmosphere by photosynthesis, which in the long term, represents a;
valuable alternative for bio-energy. Elephant grass (Pennisetum purpureum Schum.) is,;
among grasses, that with possibly the highest capacity for dry matter production, with other;
favorable characteristics for energy production. The aim of this study was to identify elephant;
grass genotypes with high biomass production and nitrogen accumulation under the;
inoculation with a mixture of N2-fixing bacteria. Two studies were conducted in Serop?dica,;
Rio de Janeiro State. The first experiment was conducted in a concrete tank filled with a Ndeficient;
Acrisol. The experimental design was randomized blocks in split plots with four;
replications. The plots consisted of the inoculation treatments (inoculated and uninoculated),;
and sub-plots for the five elephant grass genotypes: Cameroon, BAG 02, Roxo, Clone;
CNPGL 93 41 1 and CNPGL 91 F06-3. The second experiment was carried out on a Planosol;
and the two genotypes, BAG 02 and Cameroon, with inoculation treatments, inoculation +;
100 kg of N ha-1, 100 kg of N ha-1 and a zero N control. The experimental design was;
randomized blocks in a factorial model with four replications. In these studies the following;
results were obtained: 1. Dry matter production (DM) ranged from 16 to 41 Mg of MS ha-1;
year-1 when the varieties were grown in the Acrisol. In the Planosol the dry biomass varied;
between 48 and 56 Mg MS ha-1 in two crops over a 11-month period of cultivation. 2. In;
relation to the total N accumulated in shoots, the values ranged between 64 and 158 kg ha-1;
when the genotypes were grown in Acrisol and between 297 and 441 kg ha-1 when the;
genotypes were cultivated in the Planosol. For these parameters, N accumulation and biomass;
yield, the best genotypes were: CNPGL F 06-3 and Cameroon followed by CNPGL 93 41 1;
and BAG 02 genotype. 3. The C/N ratio was directly influenced by soil type, and the ratio;
observed in the Acrisol was approximately 50% higher when compared to the Planosol. 4.;
The calorific value and fiber content, cellulose, lignin and ash, which are related to the quality;
of the material, in general were not affected by genotype, or by treatment. The elephant grass;
biomass had positive qualitative and quantitative characteristics to be used for renewable;
energy production and the Cameron CNPGL F 06-3 genotype, followed by BAG CNPGL 93;
41 02 genotype were the most promising. The genotypes studied no showed response of;
biomass production or N accumulation to inoculation with diazotrophic bacteria.
A produ??o de material energ?tico alternativo renov?vel, tal como a biomassa vegetal,;
representa hoje um dos grandes desafios para a pesquisa. No caso da biomassa, a libera??o de;
CO2 pelo seu uso representa apenas a reciclagem do CO2 que foi retirado da atmosfera pela;
fotoss?ntese, indicando que, em longo prazo, esta ser? uma das alternativas energ?ticas mais;
seguras. O capim-elefante (Pennisetum purpureum Schum.) est? entre as gram?neas de maior;
capacidade de produ??o de mat?ria seca, com caracter?sticas qualitativas favor?veis para a;
produ??o de energia. O objetivo deste trabalho foi identificar gen?tipos de capim-elefante;
para alto rendimento de biomassa, ac?mulo de N sob a inocula??o das plantas com uma;
mistura de bact?rias diazotr?ficas. Foram realizados dois estudos de campo localizados no;
munic?pio de Serop?dica, RJ. O primeiro experimento realizado em um tanque de concreto;
preenchido com Argissolo pobre em N dispon?vel. O delineamento experimental foi o de;
Blocos ao Acaso em parcelas divididas, com quatro repeti??es. As parcelas constitu?das pelos;
tratamentos de inocula??o (inoculado e n?o inoculado), e as sub-parcelas compostas pelos;
cinco gen?tipos de capim-elefante: Cameroon, BAG 02, Roxo, Clone CNPGL 93 41 1 e;
CNPGL 91 F06-3. No segundo experimento, realizado no campo em um Planossolo, os dois;
gen?tipos, BAG 02 e Cameroon foram avaliados sob os tratamentos de inocula??o,;
inocula??o + 100 kg de N.ha-1, 100 kg de N.ha-1, e o controle. O delineamento experimental;
utilizado foi o de Blocos ao Acaso em esquema fatorial com quatro repeti??es. Nestes estudos;
encontraram-se os seguintes resultados: 1. A produ??o de mat?ria seca (MS) que variou entre;
16 e 41 Mg de MS.ha-1.ano-1, quando os gen?tipos foram cultivados no Argissolo. No;
Planossolo, o rendimento de biomassa seca variou entre 48 e 56 Mg.MS.ha-1 sob duas;
colheitas realizadas, em 11 meses de cultivo. 2. Em rela??o ao total de N acumulado na parte;
a?rea, os valores variaram entre 64 e 158 kg.ha-1 quando os gen?tipos foram cultivados no;
Argissolo, e entre 297 e 441 kg.ha-1 quando os gen?tipos foram cultivados no Planossolo.;
Para os par?metros, ac?mulo de N e rendimento de biomassa, os gen?tipos que mais se;
destacaram foram: CNPGL F 06-3 e Cameroon seguido dos gen?tipos BAG 02 e CNPGL 93;
41 1. 3. A rela??o C/N foi influenciada diretamente pelo tipo de solo, sendo que no Argissolo;
as rela??es encontradas foram em torno de 50% maiores, quando comparadas com o;
Planossolo. 4. O poder calor?fico e os teores de fibra, celulose, lignina e cinzas, que est?o;
relacionados ? parte qualitativa do material, em geral, n?o foram influenciados pelos;
gen?tipos, nem pelos tratamentos avaliados. A biomassa do capim-elefante apresentou;
caracter?sticas qualitativas e quantitativas positivas para ser utilizado na produ??o de energia;
renov?vel, sendo os gen?tipos CNPGL F 06-3 e Cameron, seguido dos gen?tipos BAG 02 e;
CNPGL 93 41 1 os mais indicados. Os gen?tipos em estudo n?o apresentaram resposta para;
rendimento e acumula??o de N pela biomassa ? inocula??o com bact?rias diazotr?ficas.
Biochemical biomarkers in barnacles Balanus improvisus: Pollution and seasonal effects Zanette, Juliano; Jos Maria MonserratauthorPrograma de Ps-graduao em Cincias Fisiolgicas, Fisiologia Animal Comparada, Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal do Rio Grande FURG, Rio Grande, RS 96203-900, BrazilPrograma de Ps-graduao em Aquicultura, Universidade Federal do Rio Grande FURG, Rio Grande, RS 96203-900, Brazil; Adalto BianchiniauthorPrograma de Ps-graduao em Cincias Fisiolgicas, Fisiologia Animal Comparada, Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal do Rio Grande FURG, Rio Grande, RS 96203-900, BrazilPrograma de Ps-graduao em Oceanografia Biolgica, Instituto de Cincias Biolgicas, Universidade Federal do Rio Grande FURG, Rio Grande, RS 96203-900, Brazil
2015
Journal Article
PDF
