Optimización de las condiciones de inoculación por biobalística de un Begomovirus en tomate y tabaco / Optimizing conditions for biolistic inoculation of Begomovirus in tomato and tobacco

La transmisión experimental de Begomovirus es problemática. La mayoría de estos virus se pueden transmitir de planta a planta por su vector biológico, Bemisia tabaci. Las inoculaciones experimentales con mosca blanca son problemáticas debido a sus hábitos de alimentación, requerimiento de una planta viva infectada e instalaciones de contención para el vector. Por su parte la inoculación mecánica de Begomovirus es posible, pero generalmente a tasas bajas y no en todos los casos. Por esta razón el bombardeo de partículas (biobalística) de DNA viral como una estrategia de inoculación fue desarrollada. La posibilidad de utilizar el dispositivo de mano Helios Gen Gun System (Biorad®), un equipo de biobalística, para la transmisión de un Begomovirus bipartita a plantas de tomate y tabaco fue ensayado y optimizado. Los parámetros evaluados fueron: número de disparos (1-2), presión de helio (220 y 320 psi) y diámetro de las partículas de oro (0.6 y 1.6µm). Los síntomas característicos de la enfermedad viral (clorosis, mosaico y deformación de la hoja) aparecieron 3 semanas después del bombardeo en las hojas jóvenes no inoculadas. La replicación del DNA viral en las plantas se confirmó por Reacción en cadena de la polimerasa. Plantas infectadas en un 100 se obtuvieron cuando en el bombardeo se emplearon partículas de oro de 1.6 µm recubiertas con DNA viral a una presión de 320psi. A nuestro entender este es el primer reporte en Colombia de la inoculación directa de plantas de tomate y tabaco con un Begomovirus bipartita usando un dispositivo portátil de biobalística.

Experimental transmission of Begomovirus is problematic. Most Begomoviruses can be transmitted readily from plant to plant by the whitefly vector, but this also requires a live infected plant and extensive facilities to maintain the insect. Whitefly inoculations can also be problematic because of their preferential feeding habits on certain plants. Mechanical inoculation of Begomovirus is possible but generally at low rates and for others not at all. For this reason particle bombardment (biolistic) of DNA viral as an inoculum was developed. The possibility of using the Helios Gen Gun System (Biorad®), a biolistic hand-held device, for transmitting Begomovirus bipartite to tomato and tobacco plants was assayed and optimized. Biolistic inoculation was carried out with the hand held device at 220 or 320 psi, applying 1 or 2 shots /plant and using gold particles of 0.6 or 1.6µm in size. Characteristic symptoms of viral disease (chlorosis, mosaic and leaf deformation) appeared 3 weeks post-inoculation in the newly developing leaves. Replication of the viral DNA in plants was confirmed by Polymerase Chain Reaction. All bombarded plants became infected when biolistic inoculation was carried out with the hand held device at 320psi and using 1.6 µm gold particles in size. To our knowledge this is the first report in Colombia of successful direct inoculation of tomato and tobacco plants with Begomovirus bipartite geminivirus using a biolistic hand-held device.

Otimização da liofilização do pericárdio bovino com o auxílio de ferramentas matemáticas / Freeze-drying optimization of bovine pericardium by mathematical modelingFreeze-drying optimization of bovine pericardium by mathematical modeling

A liofilização é um método de conservação utilizado para a obtenção de produtos desidratados de alta qualidade. É um processo que requer tempo e energia, podendo levar dias para terminar se o ciclo de liofilização não for otimizado. O objetivo da otimização do processo de liofilização é minimizar o consumo de energia e reduzir o tempo de processo, sem que ocorra a perda na qualidade do produto liofilizado. A utilização de modelos matemáticos que predizem o comportamento do produto durante a liofilização pode reduzir drasticamente o número de experimentos, além de determinar variáveis importantes que não podem ser medidas experimentalmente. Tecidos biológicos são produtos sensíveis que se submetidos à altas temperaturas podem sofrer alterações irreversíveis. O estudo da liofilização do pericárdio bovino tem como objetivo sua conservação, facilitando sua manipulação e armazenamento. O objetivo deste projeto foi o uso da teoria fenomenológica que envolve a liofilização, com a utilização de parâmetros essenciais determinados por experimentos de laboratório, para guiar o desenvolvimento de um modelo matemático capaz de descrever a dinâmica do processo de liofilização do pericárdio bovino para, através de seu estudo e da análise das características do produto liofilizado, alcançar a validação do processo. O estudo do congelamento na liofilização do pericárdio bovino foi feito, determinando-se os tempos de processo e o conteúdo de umidade residual do produto seco. A modelagem matemática do processo foi apresentada a partir da determinação de taxas de sublimação por microscopia óptica acoplada à liofilização, sob diferentes pressões de câmara e taxas de aquecimento de placa. Os produtos liofilizados foram avaliados quanto à manutenção de suas propriedades físicas. Os resultados mostraram que o congelamento lento com tratamento térmico apresentou curto tempo de liofilização e baixo valor de umidade residual do produto final. O modelo matemático demonstrou a...

Freeze-drying is a method of preservation that provides high-quality dehydrated products. It is a process that requires time and energy and it may take days to finish. Freeze-drying optimization is used to minimize the process time keeping the high quality of the product. Mathematical models that predict the behavior of products during freeze-drying can drastically reduce the number of experiments and determine variables in a study that could not be experimentally measured. Biological tissues are sensitive to heat and might be irreversibly modified. The study of bovine pericardium freeze-drying improves its handling and storage. The purpose of this project was to determine key parameters which served to guide the development of a mathematical model able to describe the bovine pericardium freeze-drying process and achieve its validation. The study of the freezing step in the bovine pericardium freeze-drying was done by analyzing the time of the process and the residual moisture content of the dried product. Mathematical modeling of the process was shown from the determination of sublimation rates by freeze-drying microscopy under different chamber pressures and heating rates. The freeze-dried products were evaluated for the maintenance of their physical properties. The results revealed that slow freezing with thermal treatment had short process time and low residual moisture of the final product. The mathematical model demonstrated the bovine pericardium freeze-drying and the product indicated no change in their physical properties after the process. Thus, the freeze-drying microscopy analysis was validated in determining the sublimation rate during the bovine pericardium freeze-drying and the process was endorsed through mathematical modeling