Utilization of plant growth-promoting bacteria to ameliorate iron nutrition in legumes

Iron (Fe) deficiency is an important micronutrient disorder that leads to severe yield losses and low nutritional crop value, particularly in calcareous soils. There is an urgent need to find sustainable and greener agricultural practices to achieve higher crop yields with higher nutritional value. Biofortification allows the increase of micronutrient concentrations in edible crop tissues and contributes to achieving such demands. The utilization of bioinoculants (BIs) with plant growth-promoting bacteria (PGPB) has been suggested as a promising approach for biofortification and prevention of Fe deficiency. So far, little work has been done on the role of PGPB in soybean (Glycine max) grown under alkaline conditions. The main purpose of this study was to test the potential of PGPB on plant growth and Fe uptake, unveiling mechanisms underlying Fe uptake and accumulation. Soybean was selected as a model species since it is severely affected by Fe deficiency and several underlying factors related to Fe homeostasis are identified. Firstly, an in-depth and critical literature review was conducted concerning the global importance of Fe and the Fe deficiency, the importance of soybean in the fulfillment of global policies, and the potential of PGPB as a sustainable approach to improve Fe nutrition and cope with Fe deficiency. Concerning the experimental work, the first study of this thesis aimed to evaluate the ability of 24 PGPB strains from a CBQF collection to enhance Fe uptake-related processes in soybean grown for 21 days in calcareous soil. Sphingobium fuliginis ZR 1-6 and Pseudomonas jessenii ZR 3-8 were selected based on their in vitro ability to produce indole-3-acetic acid (IAA), 1-aminocyclopropane-1- carboxylic acid (ACC) deaminase, siderophores, and organic acids, to tolerate high pH, and to reduce Fe3+. Bacterial isolates were inoculated singly and as a mixture, and a series of morphological, physiological, and molecular parameters were evaluated. S. fuliginis improved ferric chelate reductase (FC-R) activity (111 %), FRO2 expression (646 %), and root Fe (62 %); combined inoculation fostered Fe accumulation in trifoliates (144 %) and increased IRT1 (239 %) and FER4 expression (5036 %). Overall, S. fuliginis alone or in combination with P. jessenni were the best treatments. In a second study, PGPB were isolated from root tissues and rhizosphere of soybean grown in a Portuguese soil; 76 bacterial strains were isolated from roots (53 %), rhizosphere (29 %), and shoots (18 %), and 29 genera were identified. Two bacterial strains – B. licheniformis P2.3 and B. aerius S2.14 – were selected for in vivo experiments, and inoculated plants were grown to maturity. Photosynthetic parameters, chlorophyll content, total fresh weight, and Fe concentrations were not significantly affected by inoculation. Nevertheless, inoculation with B. licheniformis increased pod number (33 %), decreased FC-R activity (45 %), and increased expression of Fe-related genes; inoculation with B. aerius decreased root length (20 %), FC-R activity (55 %), and FRO2 expression, and increased expression of the remaining genes. Furthermore, inoculation with bacterial isolates improved the accumulation of Mn, Zn, and Ca in soybean tissues. In this study, B. licheniformis showed potential to be incorporated in formulations for improving soybean grown in calcareous soil. The formulation of BIs contemplate a series of requirements and their effective implementation is still challenging. However, they are a promising trend to the accomplishment of future global politics and present a series of advantages to greener agriculture practices that are critically reviewed in the last part of this thesis. In general, the results presented in this thesis contribute to better understand the mechanisms by which PGPB improve Fe uptake and plant growth, under alkaline conditions, and their potential as bioinoculants in a sustainable perspective.A deficiência de ferro (Fe) é uma carência nutricional que leva a graves perdas de produtividade e valor nutricional das culturas, particularmente em solos calcários. Existe uma necessidade urgente de encontrar práticas agrícolas mais sustentáveis para a produção de culturas com maior rendimento e valor nutricional. A biofortificação permite aumentar a concentração de micronutrientes nas culturas e contribui para cumprir estas necessidades. A utilização de bioinoculantes (BIs) com bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCP) tem sido sugerida como uma abordagem de biofortificação e prevenção da deficiência de Fe. Até agora, existem poucos estudos sobre o papel das BPCP em soja crescida em condições alcalinas. O objetivo principal deste estudo foi testar o potencial de BPCP no crescimento das plantas e na absorção do Fe, elucidando os mecanismos subjacentes à absorção e acumulação do Fe. A soja foi escolhida pois é bastante afetada pela deficiência de Fe, e foram identificados vários fatores subjacentes relacionados com a sua homeostasia. Inicialmente, fez-se uma revisão crítica da literatura tendo em conta a importância do Fe e da sua carência, o papel da soja face às políticas globais, e o potencial das BPCP como abordagem sustentável para melhorar a nutrição de Fe e combater a sua deficiência. O primeiro estudo experimental teve como objetivo avaliar a capacidade de 24 estirpes de BPCP de uma coleção do CBQF em melhorar os processos de absorção do Fe em soja crescida em solo calcário durante 21 dias. Sphingobium fuliginis ZR 1-6 e Pseudomonas jessenii ZR 3-8 foram selecionadas com base na sua capacidade in vitro de produzir ácido indol-3-acético (AIA), ácido 1- carboxílico-1-aminociclopropano (ACC) oxidase, sideróforos e ácidos orgânicos, tolerar pH elevado, e reduzir Fe3+. Os isolados bacterianos foram inoculados isoladamente e em mistura, e foram avaliados vários parâmetros morfológicos, fisiológicos e moleculares. S. fuliginis melhorou a atividade da redutase férrica (FC-R) (111 %), a expressão de FRO2 (646 %), e a concentração de Fe na raiz (62 %); a inoculação combinada promoveu a acumulação de Fe nos trifoliados (144 %) e aumentou a expressão de IRT1 (239 %) e FER4 (5036 %). No geral, a inoculação com S. fuliginis sozinho ou em combinação com P. jessenni revelaram-se os melhores tratamentos. Num segundo estudo, as BPCP foram isoladas dos tecidos e da rizosfera de soja cultivada num solo português; foram isoladas 76 estirpes das raízes (53 %), rizosfera (29 %), e parte aérea (18 %), e foram identificados 29 géneros bacterianos. Foram selecionadas duas estirpes – B. licheniformis P2.3 e B. aerius S2.14 – para experiências in vivo em plantas crescidas até à maturidade. Os parâmetros fotossintéticos, teor de clorofila, peso fresco total e concentrações de Fe não foram afetados significativamente pela inoculação. No entanto, a inoculação com B. licheniformis aumentou o número de vagens (33 %), diminuiu a atividade da FC-R (45 %) e aumentou a expressão de genes relacionados com o Fe; a inoculação com B. aerius diminui o comprimento da raiz (20 %), a atividade da FC-R (55 %) e a expressão de FRO2, e aumentou a expressão dos restantes genes. Além disso, a inoculação com as bactérias melhorou a acumulação de Mn, Zn e Ca nos tecidos da soja. Neste estudo, B. licheniformis apresentou potencial para ser incorporado em formulações para o melhoramento da soja crescida em solo calcário. A formulação de BIs contempla vários requisitos e sua implementação representa ainda um desafio. No entanto, estes são uma tendência promissora para o cumprimento das políticas globais futuras, apresentado várias vantagens para práticas agrícolas mais “verdes”, analisadas na última parte desta tese. No geral, os resultados apresentados contribuem para compreender melhor os mecanismos pelos quais as BPCP melhoram a absorção do Fe e o crescimento das plantas em condições alcalinas, e demonstram o seu potencial como bioinoculantes numa perspetiva sustentável

Human Rights, Humanitarian Law and State Power

This article deals with the relationship between humanitarian law and human rights. Our argument is that the emergence of human rights as a particular language of political transformation in the 1970s had a crucial impact on traditional readings of international humanitarian law. On one hand, the breakthrough of rights language created favorable conditions for humanitarian norms to reclaim its relevance in law and politics nowadays. On the other, it obliged humanitarian norms to share space in the legal imaginary with the novel language of social emancipation of rights. We examine how the construction of legal arguments within a rights vocabulary may blur legal definitions and create space for abuses. Finally, we analyse specific situations where human rights law facilitates the state to use its powers in spite of humanitarian norms

Automatic volume inspection for glass blow moulds

In the glass bottle mould making industry, volume control is done by measuring the amount of water needed to fill the mould. This process has several issues. Firstly, it requires a trained operator to properly seal the mould. Secondly, different operators will lead to different volume values. Another issue is related to the time and work necessary for the procedure, which can take up to 20 minutes for a single mould, making it unsuitable to inspect several moulds of the same series. These issues can be solved by automating the procedure. By using reverse engineering systems to obtain the internal cavity surfaces, comparative studies can be done, such as wear study, enabling the optimization of the moulds. The goal of this project is to establish a system to automate the inspection of the moulds which will result in the acquisition of the moulding surfaces. Then, the volume of the moulds and surface deviations in specific areas can be measured. The development of this project focused in two main areas: the development of a script, where the volume is calculated and the surface is inspected, from cloud points, to determine if the mould is in an acceptable state; and the study of technologies capable of acquiring the mould’s surface while simultaneously being automatable. As for this study, several case studies using laser and structured light are performed to understand the abilities and limitations of these technologies. The first study was done using polished cast iron moulds to determine the ability to acquire the surface and obtain the volume. Then, the ability to present proper comparative results is explored by using a set of unpolished cast iron moulds and then these same moulds once polished to verify if the used systems can obtain the deviations between the two situations. Finally, the validation of the technologies was done using a demo bronze mould, where surface deviations were inspected as well as a ring gauge where the inner cylinder was used for inspection. From these cases, the used laser scanner was able to obtain the volumes of the moulds as well as proper comparative results without spray. As for the used structured light system, it proved unable to acquire the surfaces of the moulds and of the ring gauge, requiring spray. Despite this performance, the system is quite automatable and a state-of-the-art structured light system, using blue light, could be used for this purpose. The laser is also a viable solution, but the cost and complexity to automate can be higher than the structured light system

Study of population dynamics of bacteria associated with pine wood nematode after inoculation with different strains of Bursaphelenchus xylophilus in maritime pine (Pinus pinaster)

Durante algum tempo pensou-se que o Bursaphelenchus xylophilus era o único agente etiológico da doença do nemátode da madeira do pinheiro. Recentemente, descobriu-se que existem bactérias associadas ao nemátode que contribuem para a patogénese desta doença, sobretudo através da libertação de toxinas que promovem a morte dos pinheiros. De entre as espécies mais comummente encontradas estão bactérias pertencentes aos géneros Bacillus, Pantoea, Pseudomonas e Xanthomonas. Este trabalho teve como principal objectivo o estudo do efeito da inoculação de pinheiro bravo (Pinus pinaster) com quatro isolados diferentes de nemátodes, na população bacteriana dos nemátodes e das árvores, em diferentes fases da progressão da doença. A monitorização da progressão dos sintomas da doença foi igualmente registada. Pretendeu-se também identificar as bactérias isoladas do xilema das árvores e da superfície dos nemátodes através de métodos de identificação clássicos, do sistema de identificação API20E e da sequenciação de ADN bacteriano. Os resultados obtidos demonstraram que, relativamente à progressão dos sintomas da doença, a diferença mais marcante foi verificada para os pinheiros inoculados com o isolado não virulento C14-5, onde se visualizou um agravamento de sintomas mais lento e menos severo do que nos pinheiros inoculados com os isolados virulentos. Verificou-se que numa fase inicial da doença, no geral, a população bacteriana dos ramos inoculados foi menor do que a que foi verificada passados 7 e passados 14 dias de inoculação. Num dos métodos de quantificação foi recuperado um maior número de bactérias nos pinheiros inoculados do que nos controlos aos 7º e ao 14º dias de inoculação. Os isolados que levaram à obtenção de maior quantidade bacteriana foram o HF e o 20, sendo que, comparativamente, o isolado não virulento levou à obtenção de menor quantidade bacteriana. Relativamente à identificação bacteriana, concluiu-se que o sistema API20E não foi suficiente na identificação das espécies bacterianas isoladas, mostrando-se pouco discriminatório, tendo sido identificada a espécie Enterobacter cloacae em 79% dos isolados e não sendo possível a identificação de sete colónias bacterianas. Assim, a adopção de métodos moleculares de identificação, através da sequenciação do ADN bacteriano, permitiu uma identificação mais fiável, tendo sido identificadas onze espécies bacterianas diferentes dentro dos géneros Klebsiella, Bacillus, Enterobacter, Paenibacillus, Terribacillus, Citrobacter, Pantoea e Escherichia. No geral, a diversidade bacteriana aumentou ao longo da progressão da doença. A espécie Bacillus spp. predominou na fase mais precoce da doença e a espécie Klebsiella oxytoca nas fases mais tardias. As espécies bacterianas isoladas da superfície dos nemátodes não diferiram muito das isoladas do xilema dos pinheiros. Neste trabalho foram identificadas espécies bacterianas nunca antes reportadas neste tipo de estudo, podendo estas estar associadas a Portugal. A espécie de pinheiro utilizada neste estudo foi diferente das que são usualmente utilizadas no Japão e na China. Foi a primeira vez que foram isoladas e identificadas bactérias de um isolado não virulento do nemátode da madeira do pinheiro.For a long time it was thought that Bursaphelenchus xylophilus was the only agent of the pine wilt disease. Recently, it was discovered that there are bacteria associated with the nematodes that contribute to the pathogenesis of this disease, mainly through the release of toxins that promote the death of the pines. Among the species most commonly found, are bacteria belonging to the Bacillus, Pantoea, Pseudomonas and Xanthomonas genera. The main objective of this work was to study the effect of inoculation of maritime pine (Pinus pinaster) with four different nematode isolates, in the bacterial population of nematodes and trees, at different stages of disease progression. The monitoring of progression of disease symptoms was also recorded. Also, the identification of bacteria isolated from the xylem of trees and the surface of nematodes was performed by classical identification methods, by identification system API20E and by sequencing of bacterial DNA. The results showed that for the symptoms progression, the most striking difference was observed for the pines inoculated with the avirulent isolate, C14-5, which led to a slower and less severe aggravation of symptoms than in pines inoculated with the virulent isolates. It was found that at an earlier stage of the disease, in general, bacterial population of inoculated twigs was lower than what was observed 7 and 14 days after inoculation. In one of the quantification methods more bacteria were recovered from the inoculated pines than from the control pines on the 7th and 14th days after inoculation. A bigger bacterial quantity was isolated from pines inoculated with the nematode isolates HF and 20, and, comparatively, few bacteria were isolated from pines inoculated with the avirulent isolate. The identification system API20E proved to be insufficient and poorly discriminatory in the identification of bacterial species; Enterobacter cloacae species was identified in 79% of the isolated bacterial colonies and seven of these colonies couldn’t be identified by this method. Thus, the adoption of identification molecular methods, through bacterial DNA sequencing, allowed a more reliable identification: eleven different bacterial species within the Bacillus, Citrobacter, Enterobacter, Escherichia, Klebsiella, Paenibacillus, Pantoea and Terribacillus genera were identified. General bacterial diversity increased with the progression of the disease. Bacillus spp. species were predominant at the earlier stage of disease progression and Klebsiella oxytoca species at the later stages. Bacterial species isolated from the surface of nematodes were similar to those isolated from the xylem of pines. In the present work new bacterial species were identified which have never been reported before in this type of study and may be associated with Portugal. P. pinaster, the pine species used in this study, was different from those commonly grown in Japan and China. Furthermore, it was the first time that bacteria were isolated and identified from an avirulent pine wood nematode isolate

Avoiding insurance fraud: A blockchain-based solution for the vehicle sector

Blockchain is a relatively new technology originally created to store Bitcoin's transaction records. The system is highly redundant and distributed, making it very difficult for fraudulent financial transactions. While cryptocurrencies might be the most well-known use case of blockchain technology, it is wrong to assume that this technology is restricted to the financial area. Indeed, many blockchain use cases are being developed today in different areas. Due to the complexity of certain processes, a new technology associated to blockchain has appeared - smart contracts. These digital contracts act like traditional contracts, with the major difference being their automaticity. In this article, we aim to discuss how blockchain and smart contracts may be used together in order to improve organizational operations. More specifically, we demonstrate how these technologies might be used to develop a solution that avoids certain types of fraud in the area of vehicle insurance.This work has been supported by national funds through FCT – Fundação para a Ciência e Tecnologia within the Project Scope: UID/CEC/00319/2019

Avaliação energética de um sistema híbrido radiante-convectivo a dois-tubos, ventiloconvectores e paredes radiantes

A comparação dos sistemas radiantes com os sistemas convectivos tradicionais pode ser efectuada através da análise comparativa dos efeitos resultantes da elevação da temperatura radiante média e 1 K com os efeitos resultantes da elevação da temperatura do ar interior de 1 K. No presente artigo, introduz-se um sistema híbrido radiante-convectivo baseado no sistema a dois-tubos, ventiloconvectores e paredes radiantes para um edifício de escritórios. Com base no programa de simulação DOE2, obtém-se a poupança energética anual devida à alteração da temperatura do ar no interior da sala de 1 K nas estações de aquecimento e arrefecimento e apresentam-se resultados que demonstram que o consumo energético para a alteração de 1 K da temperatura radiante média é inferior a esta poupança energética. Discutem-se questões técnicas e relativas ao investimento necessário para implementar o sistema híbrido radiante-convectivo. Os resultados permitem concluir o interesse deste sistema híbrido radiante-convectivo

\u3ci\u3eCapturing Quarantine: Student Pandemic Experience\u3c/i\u3e Journal

Journal submitted from the first Public History 2020 summer session class at Columbia College Chicago reflecting on aspects of the global pandemic from the student perspective.https://digitalcommons.colum.edu/journals/1005/thumbnail.jp

Património arqueológico e arquitectónico de Vieira do Minho

O trabalho que aqui se apresenta é o culminar do projecto de 'Inventário do Património Arqueológico e Arquitectónico do Município de Vieira do Minho', projecto cuja execução foi cometida à Unidade de Arqueologia da Universidade do Minho, sob a responsabilidade dos signatários e ao abrigo de um protocolo específico celebrado entre o Município de Vieira do Minho e a Universidade do Minho. Ao longo de 3 anos, entre Janeiro de 2004 e Janeiro de 2007, percorreu-se o território de Vieira do Minho de lés-a-lés, desceram-se as margens dos seus rios e ribeiras, subiram-se as encostas dos seus montes e percorreram-se as cumeadas das suas serras, visitaram-se as igrejas e capelas de todas as freguesias , descobriram-se sítios arqueológicos inéditos e registaram-se centenas de espigueiros e de moinhos.Feder - Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional.Programa LEADERSol do Ave - Associação para o desenvolvimento integrado do vale do av