Extraction of chitin from edible crab shells of Callinectes sapidus and comparison with market purchased chitin / Extração de quitina de cascas de caranguejo comestíveis de Callinectes sapidus e comparação com quitina adquirida no mercado

Chitin and its derived products have immense economic value due to their vital role in various biological activities as well as biomedical and industrial application. Insects, microorganism and crustaceans are the main supply of chitin but the crustaceans shell like shrimp, krill, lobsters and crabs are the main commercial sources. Chitin content of an individual varies depending on the structures possessing the polymer and the species. In this study edible crabs’ shells (Callinectes sapidus) were demineralized and deproteinized resulting in 13.8% (dry weight) chitin recovery from chitin wastes. FTIR and XRD analyses of the experimental crude as well as purified chitins revealed that both were much comparable to the commercially purchased controls. The acid pretreatment ceded 54g of colloidal chitin that resulted in 1080% of the crude chitin. The colloidal chitin was exploited for isolation of eighty five chitinolytic bacterial isolates from different sources. Zone of clearance was displayed by the thirty five isolates (41.17%) succeeding their growth at pH 7 on colloidal chitin agar medium. Maximum chitinolytic activity i.e. 301.55 U/ml was exhibited by isolate JF70 when cultivated in extracted chitin containing both carbon and nitrogen. The study showed wastes of blue crabs can be utilized for extraction of chitin and isolation of chitinolytic bacteria that can be used to degrade chitin waste, resolve environmental pollution as well as industrial purpose.

A quitina e seus produtos derivados têm imenso valor econômico devido ao seu papel vital em várias atividades biológicas, bem como em aplicações biomédicas e industriais. Insetos, microrganismos e crustáceos são o principal suprimento de quitina, mas a casca dos crustáceos como camarão, krill, lagosta e caranguejo são as principais fontes comerciais. O conteúdo de quitina de um indivíduo varia dependendo das estruturas que possuem o polímero e da espécie. Neste estudo, as cascas de caranguejos comestíveis (Callinectes sapidus) foram desmineralizadas e desproteinizadas, resultando em 13,8% (peso seco) de recuperação de quitina a partir de resíduos de quitina. As análises de FTIR e XRD do bruto experimental, bem como das quitinas purificadas, revelaram que ambas eram muito comparáveis aos controles adquiridos comercialmente. O pré-tratamento com ácido cedeu 54 g de quitina coloidal que resultou em 1.080% da quitina bruta. A quitina coloidal foi analisada para isolamento de 85 isolados bacterianos quitinolíticos de diferentes fontes. A zona de eliminação foi exibida pelos 35 isolados (41,17%) que sucederam seu crescimento a pH 7 em meio de ágar de quitina coloidal. A atividade quitinolítica máxima, ou seja, 301,55 U / ml, foi exibida pelo isolado JF70 quando cultivado em quitina extraída contendo carbono e nitrogênio. O estudo mostrou que resíduos de caranguejos azuis podem ser utilizados para extração de quitina e isolamento de bactérias quitinolíticas que podem ser usadas para degradar resíduos de quitina, resolver a poluição ambiental e também para fins industriais.

Extraction of chitin from edible crab shells of Callinectes sapidus and comparison with market purchased chitin

Abstract Chitin and its derived products have immense economic value due to their vital role in various biological activities as well as biomedical and industrial application. Insects, microorganism and crustaceans are the main supply of chitin but the crustaceans shell like shrimp, krill, lobsters and crabs are the main commercial sources. Chitin content of an individual varies depending on the structures possessing the polymer and the species. In this study edible crabs shells (Callinectes sapidus) were demineralized and deproteinized resulting in 13.8% (dry weight) chitin recovery from chitin wastes. FTIR and XRD analyses of the experimental crude as well as purified chitins revealed that both were much comparable to the commercially purchased controls. The acid pretreatment ceded 54g of colloidal chitin that resulted in 1080% of the crude chitin. The colloidal chitin was exploited for isolation of eighty five chitinolytic bacterial isolates from different sources. Zone of clearance was displayed by the thirty five isolates (41.17%) succeeding their growth at pH 7 on colloidal chitin agar medium. Maximum chitinolytic activity i.e. 301.55 U/ml was exhibited by isolate JF70 when cultivated in extracted chitin containing both carbon and nitrogen. The study showed wastes of blue crabs can be utilized for extraction of chitin and isolation of chitinolytic bacteria that can be used to degrade chitin waste, resolve environmental pollution as well as industrial purpose.

Resumo A quitina e seus produtos derivados têm imenso valor econômico devido ao seu papel vital em várias atividades biológicas, bem como em aplicações biomédicas e industriais. Insetos, microrganismos e crustáceos são o principal suprimento de quitina, mas a casca dos crustáceos como camarão, krill, lagosta e caranguejo são as principais fontes comerciais. O conteúdo de quitina de um indivíduo varia dependendo das estruturas que possuem o polímero e da espécie. Neste estudo, as cascas de caranguejos comestíveis (Callinectes sapidus) foram desmineralizadas e desproteinizadas, resultando em 13,8% (peso seco) de recuperação de quitina a partir de resíduos de quitina. As análises de FTIR e XRD do bruto experimental, bem como das quitinas purificadas, revelaram que ambas eram muito comparáveis aos controles adquiridos comercialmente. O pré-tratamento com ácido cedeu 54 g de quitina coloidal que resultou em 1.080% da quitina bruta. A quitina coloidal foi analisada para isolamento de 85 isolados bacterianos quitinolíticos de diferentes fontes. A zona de eliminação foi exibida pelos 35 isolados (41,17%) que sucederam seu crescimento a pH 7 em meio de ágar de quitina coloidal. A atividade quitinolítica máxima, ou seja, 301,55 U / ml, foi exibida pelo isolado JF70 quando cultivado em quitina extraída contendo carbono e nitrogênio. O estudo mostrou que resíduos de caranguejos azuis podem ser utilizados para extração de quitina e isolamento de bactérias quitinolíticas que podem ser usadas para degradar resíduos de quitina, resolver a poluição ambiental e também para fins industriais.

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil / Avaliação da tolerância ao cádmio e do potencial biossorptivo de Bacillus Cereus GCFSD01 isolado de solo contaminado com cádmio

Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.

Assessment of heavy metals and its impact on DNA fragmentation in different fish species / Avaliação de metais pesados e seu impacto na fragmentação de DNA em diferentes espécies de peixe

Abstract This study was conducted to assess water pollution by examining DNA fragmentation in selected fish organs (kidney, liver, gills, and muscle tissue) from Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris, and Labeo rohita collected from a known polluted section of the Chenab River, Pakistan, and from a control site. The fish were caught using a gill net and were assigned to three different weight groups (W1, W2, and W3) to study the degree of variation in DNA fragmentation in relation to body weight. In fish from the polluted site, DNA fragmentation was higher in kidney, liver, gills, and muscles, compared to the control. No significant DNA fragmentation was observed in fish collected from the control site. Highly significant (P < 0.01) relationship between body weight and DNA fragmentation was found in the organs of fish procured at the contaminated site. DNA fragmentation in body organs was found to be affected by the concentrations of lead, copper, nickel, and cadmium in W. attu, S. sarwari, L. rohita, and V. vulgarus harvested from Chenab River. DNA fragmentation in different freshwater fish species is therefore a reliable biomarker of water pollution.

Resumo Este estudo foi conduzido para avaliar a poluição da água examinando a fragmentação do DNA em órgãos de peixes selecionados (rim, fígado, brânquias e tecido muscular) de Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris e Labeo rohita coletados de uma conhecida área poluída do rio Chenab, Paquistão e de um local de controle. Os peixes foram capturados usando uma rede branquial e foram divididos em três grupos de pesos diferentes (W1, W2 e W3) para estudar o grau de variação na fragmentação do DNA em relação ao peso corporal. Nos peixes do local poluído, a fragmentação do DNA foi maior nos rins, fígado, brânquias e músculos, em comparação ao controle. Não foi observada fragmentação significativa do DNA em peixes coletados no local de controle. Relação altamente significativa (P <0,01) entre o peso corporal e a fragmentação do DNA foi encontrada nos órgãos dos peixes adquiridos no local contaminado. Verificou-se que a fragmentação do DNA nos órgãos do corpo é afetada pelas concentrações de chumbo, cobre, níquel e cádmio em W. attu, S. sarwari, L. rohita e V. vulgarus colhidos no rio Chenab. A fragmentação do DNA em diferentes espécies de peixes de água doce é, portanto, um biomarcador confiável da poluição da água.

Potential of natural repellents methylanthranilate and anthraquinone applied on maize seeds and seedlings against house sparrow (Passer domesticus) in captivity / Potencial de repelentes naturais, metilantranilato e antraquinona aplicados em sementes de milho e mudas contra o pardal (Passer domesticus) em cativeiro

Abstract Various bird pests caused severe economic losses to valuable crops and fruit orchards all over the world. Among the birds, house sparrow is also considered to cause heavy plunder, not only to seeds of crops but also seedlings especially in organic farming. In present study two bird repellents, methylanthranilate and anthraquinone tested against house sparrows on maize seeds and seedlings in aviary conditions. Trial group in aviary-I, the treated maize seeds and seedlings with different doses of both bird repellents, control group in aviary-II, untreated seeds and seedlings were provided for three hours in the early morning. In each aviary, two closed circuit cameras were also installed to monitor the behavioral responses against different concentrations of both chemical repellents. Statistical analysis showed that there existed highly significant (P<0.01) variations among the trial and control groups for seeds and seedlings. By comparing both repellents, significant (P<0.05) differences were detected and anthraquinone showed better efficacy when compared to methylanthranilate, but in maize seedlings both repellents equal repellent properties. Non-significant (P>0.05) differences were observed in different grading of both natural chemical repellents for maize seeds while significant (P<0.05) variations were noticed for maize seedlings when provided to sparrows. By videotaped behavior sparrows presented manifest head juddering and feather upsetting activities by consumption of treated seeds and seedlings with higher concentrations of both natural bird repellents.

Resumo Várias pragas de aves causaram graves perdas econômicas para cultivos valiosos e pomares de frutas em todo o mundo. Entre os pássaros, o pardal da casa também é considerado um grande saqueo, não só para as sementes das culturas, mas também para as mudas, especialmente na agricultura orgânica. No presente estudo, dois repelentes de aves, metilantranilato e antraquinona testados contra pardais de casa em sementes de milho e mudas em condições de aviário. O grupo de ensaio em aviary-I, as sementes de milho tratadas e as mudas com diferentes doses de repelentes de aves, grupo de controle em aviary-II, sementes não tratadas e mudas foram fornecidas por três horas no início da manhã. Em cada aviário, duas câmeras de circuito fechado também foram instaladas para monitorar as respostas comportamentais contra diferentes concentrações de ambos os repelentes químicos. A análise estatística mostrou que existiam variações altamente significativas (P<0,01) entre os grupos de teste e controle para sementes e mudas. Ao comparar os dois repelentes, detectaram-se diferenças significativas (P<0,05) e a antraquinona apresentou maior eficácia quando comparada ao metilantranilato, mas em mudas de milho, ambos os repelentes são iguais às propriedades repelentes. As diferenças não significantes (P>0,05) foram observadas em diferentes classificações de repelentes químicos naturais para sementes de milho, enquanto as variações significativas (P<0,05) foram observadas para as mudas de milho quando fornecidas aos pardais. Por um comportamento gravado em video, os pardais apresentaram manifestações de cabeça e vibrações de penas por consumo de sementes tratadas e mudas com maiores concentrações de repelentes de aves naturais.

Potential of natural repellents methylanthranilate and anthraquinone applied on maize seeds and seedlings against house sparrow (Passer domesticus) in captivity

Abstract Various bird pests caused severe economic losses to valuable crops and fruit orchards all over the world. Among the birds, house sparrow is also considered to cause heavy plunder, not only to seeds of crops but also seedlings especially in organic farming. In present study two bird repellents, methylanthranilate and anthraquinone tested against house sparrows on maize seeds and seedlings in aviary conditions. Trial group in aviary-I, the treated maize seeds and seedlings with different doses of both bird repellents, control group in aviary-II, untreated seeds and seedlings were provided for three hours in the early morning. In each aviary, two closed circuit cameras were also installed to monitor the behavioral responses against different concentrations of both chemical repellents. Statistical analysis showed that there existed highly significant (P 0.01) variations among the trial and control groups for seeds and seedlings. By comparing both repellents, significant (P 0.05) differences were detected and anthraquinone showed better efficacy when compared to methylanthranilate, but in maize seedlings both repellents equal repellent properties. Non-significant (P>0.05) differences were observed in different grading of both natural chemical repellents for maize seeds while significant (P 0.05) variations were noticed for maize seedlings when provided to sparrows. By videotaped behavior sparrows presented manifest head juddering and feather upsetting activities by consumption of treated seeds and seedlings with higher concentrations of both natural bird repellents.

Resumo Várias pragas de aves causaram graves perdas econômicas para cultivos valiosos e pomares de frutas em todo o mundo. Entre os pássaros, o pardal da casa também é considerado um grande saqueo, não só para as sementes das culturas, mas também para as mudas, especialmente na agricultura orgânica. No presente estudo, dois repelentes de aves, metilantranilato e antraquinona testados contra pardais de casa em sementes de milho e mudas em condições de aviário. O grupo de ensaio em aviary-I, as sementes de milho tratadas e as mudas com diferentes doses de repelentes de aves, grupo de controle em aviary-II, sementes não tratadas e mudas foram fornecidas por três horas no início da manhã. Em cada aviário, duas câmeras de circuito fechado também foram instaladas para monitorar as respostas comportamentais contra diferentes concentrações de ambos os repelentes químicos. A análise estatística mostrou que existiam variações altamente significativas (P 0,01) entre os grupos de teste e controle para sementes e mudas. Ao comparar os dois repelentes, detectaram-se diferenças significativas (P 0,05) e a antraquinona apresentou maior eficácia quando comparada ao metilantranilato, mas em mudas de milho, ambos os repelentes são iguais às propriedades repelentes. As diferenças não significantes (P>0,05) foram observadas em diferentes classificações de repelentes químicos naturais para sementes de milho, enquanto as variações significativas (P 0,05) foram observadas para as mudas de milho quando fornecidas aos pardais. Por um comportamento gravado em video, os pardais apresentaram manifestações de cabeça e vibrações de penas por consumo de sementes tratadas e mudas com maiores concentrações de repelentes de aves naturais.

Assessment of heavy metals and its impact on DNA fragmentation in different fish species

Abstract This study was conducted to assess water pollution by examining DNA fragmentation in selected fish organs (kidney, liver, gills, and muscle tissue) from Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris, and Labeo rohita collected from a known polluted section of the Chenab River, Pakistan, and from a control site. The fish were caught using a gill net and were assigned to three different weight groups (W1, W2, and W3) to study the degree of variation in DNA fragmentation in relation to body weight. In fish from the polluted site, DNA fragmentation was higher in kidney, liver, gills, and muscles, compared to the control. No significant DNA fragmentation was observed in fish collected from the control site. Highly significant (P 0.01) relationship between body weight and DNA fragmentation was found in the organs of fish procured at the contaminated site. DNA fragmentation in body organs was found to be affected by the concentrations of lead, copper, nickel, and cadmium in W. attu, S. sarwari, L. rohita, and V. vulgarus harvested from Chenab River. DNA fragmentation in different freshwater fish species is therefore a reliable biomarker of water pollution.

Resumo Este estudo foi conduzido para avaliar a poluição da água examinando a fragmentação do DNA em órgãos de peixes selecionados (rim, fígado, brânquias e tecido muscular) de Wallago attu, Sperata sarwari, Vulgaris vulgaris e Labeo rohita coletados de uma conhecida área poluída do rio Chenab, Paquistão e de um local de controle. Os peixes foram capturados usando uma rede branquial e foram divididos em três grupos de pesos diferentes (W1, W2 e W3) para estudar o grau de variação na fragmentação do DNA em relação ao peso corporal. Nos peixes do local poluído, a fragmentação do DNA foi maior nos rins, fígado, brânquias e músculos, em comparação ao controle. Não foi observada fragmentação significativa do DNA em peixes coletados no local de controle. Relação altamente significativa (P 0,01) entre o peso corporal e a fragmentação do DNA foi encontrada nos órgãos dos peixes adquiridos no local contaminado. Verificou-se que a fragmentação do DNA nos órgãos do corpo é afetada pelas concentrações de chumbo, cobre, níquel e cádmio em W. attu, S. sarwari, L. rohita e V. vulgarus colhidos no rio Chenab. A fragmentação do DNA em diferentes espécies de peixes de água doce é, portanto, um biomarcador confiável da poluição da água.

Assessment of cadmium tolerance and biosorptive potential of Bacillus Cereus GCFSD01 isolated from cadmium contaminated soil

Abstract Continuous occurrence of heavy metals is a major cause of environmental pollution due to its toxic effects. At minimum concentrations, these metals are highly reactive and can gather in the food chains and food web, causing major dangers to public health concerns. Soil samples were collected from Paharang drain, Faisalabad. Cadmium tolerant bacteria were isolated and evaluated for their MIC against Cd. The isolated bacterial strain GCFSD01 showed MIC value upto 30 mM/L. The bacterial strain with the highest resistance against Cd was selected for further study. Molecular characterization of bacterial isolate GCFSD01 was performed by 16S rRNA which confirmed it as Bacillus cereus. Optimum growth conditions of bacterial strain were also evaluated. Strain GCFSD01 showed optimum growth at pH 7 and 37 °C temperature. Our result revealed that B. cereus strain GCFSD01 reduced 61.3% Cd after 48 hrs. Multiple metal tolerance and Cd reduction by B. cereus indicate its potential for further use for decontamination of polluted soil.

Resumo A ocorrência contínua de metais pesados é uma das principais causas de poluição ambiental devido aos seus efeitos tóxicos. A contaminação por metais pesados representa um grande risco para todas as formas de vida encontradas no meio ambiente. Em concentrações mínimas, esses metais são altamente reativos e podem se acumular nas cadeias alimentares e na cadeia alimentar, causando grandes perigos às preocupações com a saúde pública. Amostras de solo foram coletadas no esgoto de Paharang, Faisalabad. Bactérias tolerantes ao cádmio foram isoladas da amostra coletada pelo método da placa de ágar. As colônias separadas individuais selecionadas foram avaliadas quanto às suas concentrações inibitórias mínimas contra Cd. A cepa bacteriana isolada GCFSD01 apresentou valores de CIM de 30 mM/L. A colônia bacteriana que apresentou maior resistência contra o Cd foi selecionada para identificação. Após seleção da maior colônia bacteriana resistente ao Cd, coloração de Gram e diferentes testes bioquímicos foram realizados para a caracterização da bactéria isolada. A caracterização molecular do isolado bacteriano GCFSD01 foi realizada por PCR 16S rRNA confirmando a presença de Bacillus cereus. Após a identificação molecular, as condições ótimas de crescimento da cepa bacteriana também foram verificadas. A cepa GCFSD01 apresentou crescimento ótimo em pH 7 e temperatura de 37 °C. Nosso resultado revelou que a cepa de B. cereus GCFSD01 reduziu 61,3% de Cd após 48 horas. A tolerância a múltiplos metais e a redução de Cd por B. cereus indicam seu potencial para uso posterior na descontaminação do solo poluído.