ABSTRACT
RESUMEN Fundamento: en los laboratorios de microbiología, la identificación y conteo de microorganismos es un procedimiento habitual. Aunque existen en el mercado equipos que posibilitan su realización de manera automática o semiautomática, son muy costosos, por lo cual esta tarea, difícil e irritante para los ojos, la siguen realizando los expertos de manera tradicional mediante la observación de las muestras en los microscopios, con la consiguiente variabilidad entre ellos. Objetivo: proponer un nuevo método para el conteo de bacterias y levaduras en imágenes digitales, bajo diferentes magnificaciones, tomadas a bioproductos de origen microbiano obtenidos por fermentación. Métodos: el sensor empleado para la toma de imágenes de las muestras fue una cámara digital modelo HDCE-X, con un sensor CMOS de ½", con una resolución de 2592 píxeles por 1944 píxeles (5 Mp). Se emplearon dos tipos de magnificaciones: magnificación 40x (PL40, 0.65 apertura numérica and 0.17 de distancia de trabajo) y magnificación 100x (HI plan 100/1.25 con inmersión de aceite). El método propuesto se basa en técnicas de procesamiento digital de imágenes, utilizando herramientas como la detección de contornos, operaciones morfológicas y análisis estadístico, y fue desarrollado en lenguaje Python con empleo de la biblioteca OpenCV. Resultados: la detección y conteo de bacterias se logró con una exactitud y precisión aceptable, en ambos casos por encima de 0,95; no en el caso de las levaduras cuya exactitud y precisión fueron menores, alrededor de 0,78 y 0,86 respectivamente. Se proponen flujos de trabajo basados en técnicas de procesamiento digital de imágenes, fundamentalmente en detección de contornos, operaciones morfológicas y análisis estadístico. Conclusiones: el método posee una efectividad aceptable para el contexto y depende de las características que presenten las imágenes.
ABSTRACT Background: In microbiology laboratories, the identification and counting of microorganisms is a common procedure; and although there is a variety of equipment on the market that possibility to carry out these processes automatically or semi-automatically, it is usually expensive to many laboratories. These are some of the reasons why this arduous and difficult task is still performed in many laboratories by experts in the traditional way, through the observation of samples in microscope, consuming a great time and having variations in the results between experts. Objective: The present work aims to propose a new method for counting bacteria and yeasts in digital images, taken under different magnifications, of microbial bioproducts obtained by fermentation. Methods: The sensor used to take images of the samples was a digital camera model HDCE-X, with a ½" CMOS sensor, with a resolution of 2592 pixels by 1944 pixels (5 Mp). Two types of magnifications were used: 40x magnification (PL40, 0.65 numerical aperture and 0.17 working distance) and 100x magnification (HI plan 100/1.25 with oil immersion). The proposed method is based on digital image processing technics, using tools as contour detection, morphological operations and statistical analysis, and was developed in Python language using the OpenCV library. The work also presents a comparison with the results obtained using ImageJ software for the same purpose. Results: the detection and count of bacteria was achieved with an acceptable accuracy and precision, in both cases above 0.95; not in the case of yeasts whose accuracy and precision was lower, around 0.78 for accuracy and 0.86 for precision. Workflows based on digital image processing techniques are proposed, using tools as contour detection, morphological operations and statistical analysis. Conclusions: the method has an acceptable effectiveness for the context and depends on the characteristics presented by the images.
ABSTRACT
ABSTRACT Rhizobium-legume symbioses play relevant roles in agriculture but have not been well studied in Ecuador. The aim of this study was to characterize the genetic and phenotypic diversity of Rhizobium isolates associated with Phaseolus vulgaris from southern Ecuador. Morpho-cultural characterization, biochemical tests and physiological analyses were conducted to authenticate and determine the diversity of bacteria Rhizobium-like isolates. The genetic diversity of the isolates was determined by molecular techniques, which consisted of bacteria DNA extraction and amplification and sequencing of the 16S rRNA gene. The nodulation parameters and nitrogen fixation for P. vulgaris under greenhouse conditions were also assessed to determine the phenotypic diversity among isolates. Furthermore, bacteria indole-acetic-acid production was evaluated by the colorimetric method. Morpho-cultural and biochemical characteristic assessments demonstrated that Rhizobium-like bacteria was associated with the P. vulgaris nodules. The diversity among the isolates, as determined by physiological analyses, revealed the potential of several isolates to grow at different pH values, salinity conditions and temperatures. Partial sequencing of the 16S rRNA gene identified the Rhizobium genus in every sampling site. From a total of 20 aligned sequences, nine species of Rhizobium were identified. Nodule formation and biomass, as well as nitrogen fixation, showed an increase in plant phenotypic parameters, which could be influenced by IAA production, especially for the strains R. mesoamericanum NAM1 and R. leguminosarum bv. viciae COL6. These results demonstrated the efficiency of native symbiotic diazotrophic strains inoculants for legume production. This work can serve as the basis for additional studies of native Rhizobium strains and to help spread the use of biofertilizers in Ecuadorian fields.
RESUMO A simbiose Rhizobium-leguminosa desempenha um relevante papel na agricultura, entretanto não tem recebido suficiente atenção de estudos científicos no Equador. O objetivo deste artigo foi caracterizar a diversidade genética e fenotípica de isolados de Rhizobium associados com Phaseolus vulgaris do sul do Equador. A caracterização morfo-cultural, testes bioquímicos e análises fisiológicas foram realizados para autenticar e determinar a diversidade de isolados de bactérias Rhizobium. A diversidade genética foi determinada por por técnicas moleculares consistindo na extração de DNA genômico bacteriano, amplificação e sequenciamento parcial do gene 16SrRNA; e parâmetros de nodulação e fixação de nitrogênio de P. vulgaris sobre condições de estufa foram testados para determinar a diversidade fenotípica entre os isolados. Além disso, a produção de ácido indolacético foi avaliada por um método colorimétrico. A análise fisiológica da diversidade entre os isolados revelou o potencial de crescimento de diversos isolados em diferentes níveis de pH, salinidade e temperatura. O sequenciamento parcial do gene 16S rRNA mostrou o gênero Rhizobium em todas os locais de amostragem. De um total de 20 sequências alinhadas, 9 espécies de Rhizobium foram identificadas. A formação de nódulos e biomassa, bem como a fixação de nitrogênio mostraram um aumento nos parâmetros fenotípicos das plantas, os quais devem ser influenciados pela produção de IAA, especialmente pelas cepas R. mesoamericanum NAM1 e R. leguminosarum bv. viciae COL6. Estes resultados demonstram a eficiência de cepas diazotróficas simbióticas nativas para produção de inoculantes para leguminosas e fornece informações valiosas e uteis para a agricultura sustentável equatoriana. Neste sentido, este trabalho deve ser um elemento essencial para a realização de futuras pesquisas aplicadas relacionadas a cepas Rhizobium nativas e espalhar o uso de biofertizantes em campos equatorianos.
ABSTRACT
La embriogénesis somática constituye una interesante propuesta para la propagación masiva de plantas del cultivar híbrido FHIA-21 (Musa AAAB). Sin embargo, se caracteriza por ser un proceso asincrónico, dado por la presencia de embriones somáticos en diferentes etapas de desarrollo ontogénico. La reducción de la asincronía es un aspecto importante para la utilización de este sistema de regeneración en la propagación de plantas. Esta investigación se realizó con el objetivo de determinar el efecto de la densidad de inoculación sobre la formación y el desarrollo morfológico homogéneo de los embriones somáticos del cv. FHIA-21. Con este propósito se adicionaron 0,5; 1,0; 1,5 y 2,0 g de masa fresca (gMF) de agregados celulares embriogénicos en Erlenmeyers (250 ml), que contenían 30 ml de medio de cultivo líquido. Las evaluaciones se realizaron a los 30 días de cultivo con la determinación del número y la longitud de los embriones somáticos (mm). Además de una descripción morfológica e histológica de estos. Los resultados mostraron el efecto regulatorio de la densidad de inoculación en la formación y el desarrollo morfológico de los embriones somáticos. La mayor formación de embriones con un desarrollo morfológico homogéneo se produjo en 1,5 gMF de densidad de inoculación. Esta proporcionó un 86,4% de embriones con una longitud de 0,21 a 4,0 mm, y el estudio de las secciones histológicas mostró evidencias histológicas de la etapa globular. La sincronización durante la formación y el desarrollo de los embriones somáticos del cv. FHIA-21 aumentó la eficiencia del proceso de embriogénesis somática.
Somatic embryogenesis is an interesting proposal for mass propagation of plants from the FHIA-21 (Musa AAAB). However, it is characterized by an asynchronous process, due to the presence of somatic embryos at different stages of ontogenetic development. Reduction of asynchrony is an important aspect to use this system of regeneration in plant propagation. Effect of inoculation density on the formation and uniform morphological development of somatic embryos of cv. FHIA-21 was determine by adding 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 g of fresh mass (gMF) of embryogenic cell aggregates, in Erlenmeyer flasks (250 ml) containing 30 ml liquid culture medium. Evaluations were made within 30 days of culture determining the number and length of somatic embryos (mm). Also, morphological and histological descriptions of these were analyzed. Results showed the regulatory effect of inoculation density on the formation and morphological development of somatic embryos. The biggest formation of embryos with a uniform morphological development occurred in 1.5 gMF inoculation density. This provided 86.4% of embryos with a length of 0.21 to 4.0 mm and the study of histological sections showed histological evidence of the globular stage. Synchronization during the formation and development of somatic embryos cv. FHIA-21 increased the efficiency of somatic embryogenesis.
Subject(s)
Two-Hybrid System Techniques , Seeds/growth & development , Seeds/adverse effects , Seeds/chemistry , Seeds/ultrastructureABSTRACT
Los genes marcadores de la selección son ampliamente utilizados para la transformación eficiente de diferentes cultivos, sin embargo, existen muy pocas referencias sobre el desarrollo de métodos de selección temprana en campo de plantas supuestamente transformadas con marcador de selección tipo herbicidas. La presente investigación tuvo como objetivo evaluar el efecto del glufosinato de amonio a partir del herbicida Finale en los fragmentos de hojas de plantas de campo cultivados in vitro, para la selección de líneas transformadas de banano cv. Grande naine (Musa spp. AAA), con una construcción que porta como marcador de selección el gen bar. A partir del método desarrollado con el empleo de fragmentos de hojas de plantas procedentes de campo, cultivados in vitro en el medio de cultivo agar al 1% más agua y 30,0 g/l-1 de glufosinato de amonio se logró diferenciar las dos líneas transformadas del control no transformado, a partir de la expresión del gen bar. Ambas líneas fueron positivas en el análisis molecular de PCR. Estos resultados permiten disponer de una herramienta útil y simple como parte de un protocolo de transformación genética para el cultivo del banano, siendo el primer informe de este resultado a nivel internacional.
Selector marker genes are widely used for the efficient transformation of different crops; however, there are very few references on the development of early selection methods in the fields of potentially transformed plants for herbicides. The objective of this research was to evaluate the effect of ammonium gluphosinate from the herbicide Finale in leaf fragments from in vitro plants grown in the fields for the selection of putative transformed lines of banana cv. Grande naine (Musa spp. AAA), with a construction that has the bar gene as the selector marker gene. Since the method developed with the use of leaf fragments from field plants culture in vitro in the agar at 1% more water and 30.0 gl-1 ammonium gluphosinate did differentiate the two transformed lines untransformed control, from the bar gene expression. Both lines were positive in the PCR molecular analysis. These results were a useful tool and form a part of a protocol of genetic transformation for banana, being the first reported result.