Structure of xanthan gum and cell ultrastructure at different times of alkali stress

The effect of alkali stress on the yield, viscosity, gum structure, and cell ultrastructure of xanthan gum was evaluated at the end of fermentation process of xanthan production by Xanthomonas campestris pv. manihotis 280-95. Although greater xanthan production was observed after a 24 h-alkali stress process, a lower viscosity was observed when compared to the alkali stress-free gum, regardless of the alkali stress time. However, this outcome is not conclusive as further studies on gum purification are required to remove excess sodium, verify the efficiency loss and the consequent increase in the polymer viscosity. Alkali stress altered the structure of xanthan gum from a polygon-like shape to a star-like form. At the end of the fermentation, early structural changes in the bacterium were observed. After alkali stress, marked structural differences were observed in the cells. A more vacuolated cytoplasm and discontinuities in the membrane cells evidenced the cell lysis. Xanthan was observed in the form of concentric circles instead of agglomerates as observed prior to the alkali stress.471102109CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQSem informaçã

Identification of pesticide-degrading Pseudomonas strains as poly-β-hydroxybutyrate producers

Polyhydroxybutyrate (PHB) is an ecological promising substitute for polypropylene because it is biocompatible, biodegradable and can be produced by renewable sources. This study investigated PHB accumulation on pesticide-degrading Pseudomonas. 14 strains of pesticide-degrading Pseudomonas isolated from subtropical lowland soil in southern Brazil were analyzed using optical microscopy. Lipid inclusions were identified in four strains, and three of them, which degraded the pesticide carbofuran, had extensive granules accumulation which was detected by transmission electron microscopy. These strains were cultivated in a shaker at 28°C and the polymer was characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Strain CMM43 had the best accumulation after 48 h. The biopolymer was identified as poly-β-hydroxybutyrate.Key words: Polyhydroxybutyrate (PHB), pesticide-degrading Pseudomonas sp., microscopy, subtropical lowland soil

LONG TERM CLASSICAL METHODS FOR THE PRESERVATION OF XANTHAN GUM-PRODUCING - Xanthomonas arboricola pathovar pruni STRAINS

The maintenance of viable and stable Xanthomonas cells is crucial for the xanthan reliable research and industrial production. The method, storage and recovery conditions should preserve both viability and phenotypical and genotypical features. Here, the effectiveness classical methods on the long-term preservation of different Xanthomonas arboricola pv pruni strains was to determine. Strains were preserved by monthly sub-culturing in solid medium and lyophilization. After 12 years the viability of the strains, was assessed, as well as their productive capacity and the viscosity of the xanthan gum produced by these strains kept by lyophilization and sub-culturing. Among the lyophilized strains, only those stored at -18°C were viable after 12 years. The productive capacity of the strains were poorly affected by lyophilization, the passage of the cultures into a solid nutrition medium being sufficient for them to return to their normal metabolism. The viscosity of the synthesized xanthan gum was method-dependent and higher for the lyophilized strains. The work and its findings are new and original because a work on this topic has never been published before. The results obtained allow the breaking of paradigms regarding the preservation of Xanthomonas.A manutenção de células de Xanthomonas viáveis e estáveis é crucial para se obter uma pesquisa confiável e para a produção de xantana industrial. O método, o armazenamento e as condições de recuperação devem preservar tanto a viabilidade quanto as características fenotípicas e genotípicas. O objetivo do estudo foi determinar a eficácia dos métodos clássicos na preservação a longo prazo de diferentes cepas de Xanthomonas arboricola patovar pruni. As cepas foram preservadas por subcultivo mensal em meio sólido e liofilização. Após 12 anos, avaliou-se a viabilidade das linhagens, bem como a capacidade produtiva e a viscosidade da goma xantana produzida por essas linhagens mantidas por liofilização e subcultivo. Entre as cepas liofilizadas, somente foram viáveis, após 12 anos, as armazenadas a -18 °C. A capacidade produtiva das cepas foi pouco afetada pela liofilização, sendo suficiente a passagem das culturas para um meio de cultivo sólido para que elas voltassem ao seu metabolismo normal. A viscosidade da goma xantana sintetizada foi dependente do método e maior para as cepas liofilizadas. O estudo e suas descobertas são novos e originais porque um trabalho sobre este tópico nunca foi publicado antes. Os resultados obtidos permitem quebrar paradigmas quanto à preservação de Xanthomonas

Segmentation and Classification of Cine-MR Images Using Fully Convolutional Networks and Handcrafted Features

Three-dimensional cine-MRI is of crucial importance for assessing the cardiac function. Features that describe the anatomy and function of cardiac structures (e.g. Left Ventricle (LV), Right Ventricle (RV), and Myocardium(MC)) are known to have significant diagnostic value and can be computed from 3D cine-MR images. However, these features require precise segmentation of cardiac structures. Among the fully automated segmentation methods, Fully Convolutional Networks (FCN) with Skip Connections have shown robustness in medical segmentation problems. In this study, we develop a complete pipeline for classification of subjects with cardiac conditions based on 3D cine-MRI. For the segmentation task, we develop a 2D FCN and introduce Parallel Paths (PP) as a way to exploit the 3D information of the cine-MR image. For the classification task, 125 features were extracted from the segmented structures, describing their anatomy and function. Next, a two-stage pipeline for feature selection using the LASSO method is developed. A subset of 20 features is selected for classification. Each subject is classified using an ensemble of Logistic Regression, Multi-Layer Perceptron, and Support Vector Machine classifiers through majority voting. The Dice Coefficient for segmentation was 0.95+-0.03, 0.89+-0.13, and 0.90+-0.03 for LV, RV, and MC respectively. The 8-fold cross validation accuracy for the classification task was 95.05% and 92.77% based on ground truth and the proposed methods segmentations respectively. The results show that the PPs increase the segmentation accuracy, by exploiting the spatial relations. Moreover, the classification algorithm and the features showed discriminability while keeping the sensitivity to segmentation error as low as possible.Comment: 9 pages, 3 figures, 2 tables. Was accepted to the ACDC challenge, MICCAI 2017 (not attended

Influência de diferentes extratos de levedura (insumos) no crescimento celular de Xanthomonas arboricola pv pruni cepa 101/ Influence of different yeast extracts (inputs) on the cell growth of Xanthomonas arboricola pv pruni strain 101

Xantana é um heteropolissacarídeo produzido por bactérias do gênero Xanthomonas. Esse biopolímero desempenha diversas funções de grande importância para indústrias de variados setores. O processo de produção de xantana é realizado em duas etapas: crescimento celular e produção do biopolímero, e ambas são importantes para a obtenção de xantana com rendimento e qualidade satisfatórios, os quais são influenciados por diferentes fatores, dentre eles os meios de cultivo utilizados. Objetivou-se avaliar o crescimento bacteriano de Xanthomonas arboricola pv pruni cepa 101 em meio de cultivo complexo YM adicionado de diferentes extratos de levedura, sendo um tradicional - controle (1) - e outros alternativos de menor custo - 560PW (2), 810PW (3), 845MG (4), 851MG (5), 861PW (6) - e relacionar com o teor de nitrogênio fornecido. Avaliou-se o crescimento celular (UFC.mL-1) e o teor de nitrogênio (mg.dL-1) nos tempos 24 h e em 0 e 24 h de crescimento celular, respectivamente. Não observou-se diferença estatística entre a concentração celular final obtida com extrato controle e os extratos alternativos. A concentração celular final variou entre 3,1 × 1010 a 5,2 × 1010 UFC.mL-1. O uso dos extratos de levedura 4, 6 e o controle resultaram em maior disponibilidade de nitrogênio no meio de cultivo no tempo inicial e ao final, e têm potencial para propiciar um maior crescimento celular. Observou-se aumento no teor de nitrogênio no tempo final, provavelmente devido à hidrólise celular parcial.  O teor inicial de nitrogênio variou de 9,11 a 12,04 e o final de 31,41 a 47,51 mg.dL-1, respectivamente. Os diferentes extratos de levedura avaliados são substitutos adequados para o crescimento celular da bactéria X. arboricola pv pruni cepa 101, e provavelmente para outras cepas da espécie, com resultados equivalentes ao obtido com o extrato controle

Reologia de Xantana: uma revisão sobre a influência de eletrólitos na viscosidade de soluções aquosas de gomas xantana

Diversas cepas de Xanthomonas campestris são capazes de produzir um biopolímero bacteriano denominado xantana, o qual é amplamente utilizado na indústria alimentícia. Para uma efetiva aplicação da xantana na indústria fazem-se necessários conhecimentos relacionados às propriedades químicas e à adição de eletrólitos, bem como seus efeitos nas características reológicas da solução de xantana. A cada novo biopolímero bacteriano sintetizado, surgem novos comportamentos reológicos, assim se faz necessário sua avaliação para posterior aplicação industrial. O presente trabalho tem como propósito revisar aspectos da estrutura química da xantana, efeitos da adição de eletrólitos e suas influências sobre a viscosidade apresentada por suas soluções