Edgar Javier Rincón-Barón

The Ib-M1 peptide exhibits bactericidal activity against Escherichia coli O157:H7 and low toxicity in mammalian cells. The present study aimed to evaluate the effect of Ib-M1 on E. coli O157:H7 membrane permeabilization. For this purpose, the minimum inhibitory concentrations of Ib-M1 for E. coli O157:H7 and ML35 were measured. The permeability of the E. coli outer and inner membranes was determined by measuring N-phenyl-1-naphthylamine and O-nitrophenyl-β-galactosidase hydrolysis, respectively after bacterial exposure to antimicrobial peptides and control antibiotics. Morphological changes in antimicrobial-exposed E. coli O157:H7 were evaluated by scanning electron microscopy following treatment with antimicrobial peptides. Ib-M1 expressed activity against E. coli O157:H7 and ML35 at minimal inhibitory concentrations (MIC) of 2.9 ± 1.7 and 6.3 ± 0 μM, respectively. The peptide induced permeabilization of the outer membrane of E. coli O157:H7 at all concentrations evaluated and permeabilization of the inner membrane after 50 min at concentrations between 1× MIC and 8× MIC. The morphological changes induced by Ib-M1 led to significant alterations in bacterial shape including collapsed cells and pronounced surface roughness and invaginations. In conclusion, physiological and morphological evidence indicates that the Ib-M1 antimicrobial effect against E. coli O157:H7 is mediated by its permeabilizing action on the outer and inner bacterial membranes.

Introducción: Los estudios sobre la microsporogénesis de Rubus glaucus son inexistentes y poco es conocido sobre la ultraestructura del polen. Objetivos: Describir la microsporogénesis, y la ultraestructura de los granos de polen en Rubus glaucus. Métodos: Flores en diferentes etapas de desarrollo fueron incluidas en parafina o en resina. Las secciones se tiñeron con Safranin-Alcian Blue, PAS-Amidoblack y Lacmoid o incluidas en resina y teñidas con Azul de Toluidina. Secciones ultrafinas fueron observadas mediante microscopía electrónica de transmisión (MET). Para la observación con microscopía electrónica de barrido (MEB), el material se fijó y se deshidrató en 2.2 dimetoxipropano, luego se usó hexametildisilazano (HMDS) y las muestras se recubrieron con oro. Resultados: Las anteras se diferencian a partir de una masa celular en los extremos distales de los filamentos estaminales. Inicialmente, la pared de las anteras presenta varias capas celulares y al madurar se reducen a la epidermis y al endotecio. Los microsporocitos experimentan meiosis simultánea y forman tétradas tetraédricas. El tapete desarrolla actividad secretora hasta que se liberan los granos de polen, luego el contenido celular se desorganiza y experimenta autólisis. Al formarse la esporodermis, primero se deposita la exina y luego la intina en forma centrípeta. Los granos de polen son tricolporados, isopolares, oblados a peroblados, con simetría radial, de contorno circular con ápices romos en vista polar, elipsoidales en vista ecuatorial. La exina es gruesa, tectada, perforada estriada. La ectexina está formada por un tectum interrumpido por perforaciones y gruesas columelas. La membrana del colpo posee pequeños gránulos como restos de exina y orbículas en la superficie. La intina desarrolla patrones estructurales conocidos. El polenkit es inconspicuo. Conclusión: El desarrollo de las anteras sigue los patrones de las angiospermas. La microsporogénesis simultánea, el depósito centrípeto de la esporodermis, y los patrones de ornamentación observados han sido descritos previamente para la Familia Rosaceae.

Introducción: Estudios sobre la microsporogénesis de la planta del chocolate son inexistentes y poco se conoce sobre la ultraestructura de los granos de polen. Objetivos: se describe por primera vez y de manera pormenorizada el proceso de microsporogénesis, destacándose aspectos ultraestructurales de los granos de polen en T. cacao. Métodos: Se procesaron más de 30 flores por cada uno de los estadios del desarrollo floral de acuerdo con los protocolos para embeber y seccionar en parafina. Las secciones obtenidas se tiñeron con Safranina-Azul de Alcian, PAS-Amidoblack y Lacmoid. Se procesaron muestras adicionales en resina y se tiñeron con azul de toluidina y se observaron secciones ultrafinas con microscopía electrónica de transmisión (TEM). Para la observación con microscopía electrónica de barrido (SEM), el material se fijó y deshidrató en 2,2 dimetoxipropano, luego se secó hasta un punto crítico y se recubrieron con oro. Resultados: las anteras se diferencian de una masa celular en los extremos distales de los filamentos estaminales. Durante el desarrollo la pared de las anteras presenta varios estratos celulares y al madurar se reducen a la epidermis y al endotecio. Las células madre de microsporas se dividen por mitosis y luego experimentan meiosis para formar tétrades. El tapete es secretor y se mantiene hasta antes de la liberación de los granos de polen, posteriormente degenera. Durante la formación de la esporodermis, primero se deposita la exina y luego la intina. Los granos de polen son isopolares, pequeños, esferoidales, tricolpados. La esporodermis es semitectada, con ornamentación reticulada, retículos heterobrochados, los muros sin ornamentación. Los orbículas son individuales, lisas y de diferentes tamaños. La ultraestructura muestra que los granos de polen son semitectados, la ectexina formada por tectum, columelas y capa basal que constituye la ornamentación reticulada y una endexina muy delgada y compacta. El polenkit es abundante sobre el tectum y entre las columelas. La intina es muy delgada, pero se desarrolla ampliamente en las zonas de los colpos formando una intina compacta interna y una inusual intina externa de apariencia columelada. Conclusión: La estructura y desarrollo de las anteras sigue los patrones conocidos de las angiospermas. La microsporogénesis simultánea y el depósito centrípeto de la esporodermis se han descrito previamente para Malvaceae. Las características de la intina son novedosos para la familia.

Introducción: Los estudios sobre microsporogénesis, micromorfología y estructura de los granos de polen en Malvaceae son escasos. Objetivos: Describir el proceso de microsporogénesis y aspectos micromorfológicos de los granos de polen en A. rosea. Métodos: Se procesaron más de 30 andróforos de acuerdo con los protocolos estándar para incrustar y seccionar en parafina. Las secciones obtenidas se tiñeron con azul de Safranina-Alcian, las anteras inmaduras y no fijadas se tiñeron con azul de anilina. Se procesaron secciones de resina adicionales de los andróforos y se tiñeron con azul de toluidina. Se observaron secciones ultrafinas con microscopía electrónica de transmisión (TEM). Para la observación con microscopía electrónica de barrido (SEM), el material se fijó y deshidrató en 2,2 dimetoxipropano, luego se secó hasta un punto crítico y se recubrieron con oro. Resultados: las anteras se diferencian de una masa celular en los extremos distales de los filamentos del estambre. La pared de la antera madura presenta una capa externa de células epidérmicas y una capa interna, el endotecio. Las células madre de microesporas se dividen por mitosis y luego experimentan meiosis para formar tétradas. El tapete es inicialmente celular y forma una sola capa de células y luego pierde integridad celular al invadir el lóculo de microsporangio, formando un periplasmodio. Durante la formación de la esporodermis, primero se deposita la exina y luego la intina. Para el momento de la liberación de los granos de polen, el tapete se ha degenerado por completo. Los granos de polen son pantoporados, apolares, con simetría radial, esferoidales, con espinas, bacula, gránulos y microgránulos. El tectum está perforado con foveolea dispuesta homogéneamente en toda la superficie y con polenkit. La exina es ancha (5-6 µm) y consta de una endexina gruesa de 3.5 a 4 µm y una ektexina fina (0.6-0.7 µm). La ultraestructura muestra columelas claramente definidas formando el infratectum. Se aprecian tricomas nectaríferos unicelulares glandulares capitados (TG) cubriendo toda la superficie de los filamentos de los estambres. Conclusiones: La estructura y desarrollo de las anteras sigue los patrones conocidos de las angiospermas. La microsporogénesis simultánea y el depósito centrípeto de la esporodermis se han descrito previamente para Malvaceae.

Introduction: Testicular histology constitutes one of the least explored aspects in frogs of the genus Atelopus. This taxonomic group shows an alarming population decline; therefore, its reproductive biology is one of the greatest topics of interest for its conservation. Objective: To describe the testicular morphology and the spermatogenetic lineage cells in adult males of Atelopus laetissimus, Atelopus nahumae, and Atelopus carrikeri in the Sierra Nevada de Santa Marta, Colombia. Methods: During June – July 2017 and 2018, sampling was conducted in the localities of San Lorenzo and Páramo Cebolletas, Sierra Nevada de Santa Marta (SNSM), to collect 15 adult males, 5 per species. Testes samples were fixed in Bouin to be processed by the standard paraffin-embedding technique. Histological sections (3 mμ) were stained with Hematoxylin-eosin and Mallory-Heidenhain-Azan-Gomori's. For the description and photographic register of the germ cells, the photonic microscopy technique was used with the differential interference contrast system. Results: The testes are oval organs, compact, light yellow color, and with little vascularization. Externally, they are surrounded by a thin albuginea tunic constituted by regular dense connective tissue. Inside this layer, they are composed of numerous seminiferous tubules of hexagonal contour, in which germ cell cysts are distinguished at different stages of spermatogenesis (spermatogonia I and II, spermatocyte I and II, and early and late spermatids) and spermiogenesis (spermatozoa in fascicles and free spermatozoa). Separating the seminiferous structures is the interstitial tissue in which Leydig cells and blood vessels stand out. Additionally, in the cranial part of the testis, the Bidder's organ was found, formed by two distinguishable regions, the cortex and the medulla. In the cortex, there are previtellogénic oocytes of different sizes surrounded by a monolayer of flat follicular cells. For its part, the medullary region is the connective tissue that nourishes the oocytes and is constituted by blood capillaries. Conclusions: The gonads of the three species analyzed present a cystic cellular organization similar to other anurans, where all stages of spermatogenesis and spermiogenesis were identified, possibly indicating a continuous reproductive activity. Likewise, the Bidder’s organ is reported for the first time in the three Atelopus species, which allows suggesting a possible sexual reversion in case of a population decrease of females as a reproductive strategy.

Introducción: a pesar de que T. cacao es una especie importante a nivel mundial por la producción de cacao, es poco lo que se conoce sobre la micromorfología y estructura de las anteras y los granos de polen. Objetivos: Describir y analizar la estructura y micromorfología de las anteras y los granos de polen de 10 genotipos élite de esta importante especie tropical. Métodos: Se tomaron más de 30 anteras de flores en antesis de los 10 genotipos élite de T. cacao del banco de germoplasma ex situ del Centro de Investigaciones Suiza-Agrosavia (Rionegro, Santander-Colombia). El material se procesó de acuerdo con los protocolos estándar para embeber y seccionar en parafina. Las secciones obtenidas (3 μm) se tiñeron con azul de Safranina-Alcian para discriminar estructuras con paredes primarias y secundarias y polifenoles totales. Además, se usó la técnica PAS-Amidoblack para diferenciar entre polisacáridos estructurales y de reserva, así como proteínas. Para la determinación de esporopolenina y polifenoles se usó la tinción azul de toluidina y finalmente para descripciones adicionales se aplicó la tinción azul alcián-PAS-hematoxilina. Las observaciones se realizaron mediante microscopio fotónico y microscopio de epifluorescencia. Para la observación con microscopía electrónica de barrido (MEB), las anteras con los granos de polen se fijaron y deshidrataron en 2.2 dimetoxipropano, luego se desecaron hasta un punto crítico y finalmente se recubrieron con oro. Resultados: las anteras son bitecas y están sostenidas por un largo filamento formado por un estrato epidérmico, tejido parenquimatoso y un haz vascular. La dehiscencia ocurre longitudinalmente a través del estomio. La pared de la antera madura está formada por una capa epidérmica monoestratificada, una capa de células endoteliales con engrosamientos fibrilares lignificados y se pueden apreciar restos celulares del tapete y abundantes orbículas recubriendo la cavidad de los microesporangios. Los tejidos epidérmicos y parenquimatosos de las anteras almacenan polifenoles. Las orbículas son generalmente esféricas, psiladas y exhiben las mismas reacciones de tinción y fluorescencia que la exina de los granos de polen. Los granos de polen son mónades, isopolares, pequeños (16-19 µm) con amb circular, esferoidales, tricolpados con colpos medianos o cortos (5-10 µm) con membrana ornamentada, semitectatos, reticulados, heterobrochados, las paredes del retículo ornamentadas o no, con microgránulos de diferente tamaño o escabrados. Los análisis estadísticos mostraron que existen diferencias significativas en el tamaño de los granos de polen (P ˂ 0.05). Se observa que los granos de polen más pequeños son los del genotipo TCS 19 (16.890 µm) y se diferencian del resto de genotipos, y entre estos no se observan diferencias significativas. Solo dos genotipos (SCC 19 y SCA 6) presentaron polenkit y solo uno tiene paredes perforadas (SCA 6). Conclusiones: la estructura y micromorfología de las anteras de T. cacao son similares a las descritas para otras Malvaceae. Así mismo, los granos de polen mostraron variaciones de tamaño, ornamentación de las paredes y del lumen del retículo y presencia de polenkit. Sin embargo, no se observó relación entre las variaciones de los caracteres micromorfológicos analizados en los granos de polen y los modelos de compatibilidad polínica reportados para estos genotipos.

In this work, the oxidation of polyphenols during drying of cocoa beans by using microwaves (MWs), applied in an ON-OFF mode, was studied. Phenolic compounds were quantified in cocoa beans before and after drying. Total phenolics content was analyzed by using some analytical techniques such as Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and high-performance liquid chromatography (HPLC). To study the oxidation process in-situ, an innovative methodology was proposed based on the counting of the coloring of the polyphenols contained in the parenchyma cells of the cocoa beans (cotyledon). The level of coloration in the inner zone and the surface of the dried cocoa beans showed that degradation of polyphenol compounds during the drying does not obey to a transport mechanism (diffusion), but in-situ oxidative processes.

Ontogenia y aspectos histoquímicos de los esporangios y escamas receptáculares del helecho epífito Pleopeltis macrocarpa (Polypodiaceae). Introducción: las investigaciones sobre la ontogenia de los esporangios y más aún, de la estructura y función de las escamas receptáculares presentes en los soros de algunas especies de helechos, son escasos en la literatura científica. Objetivos: describir y analizar la ontogenia de los esporangios y las escamas receptáculares de Pleopeltis macrocarpa. Métodos: durante marzo y mayo de 2017 se recolectaron frondas fértiles de esta especie en los troncos de árboles en vivero el Edén de las flores en el municipio de Rionegro, Antioquia-Colombia. Las muestras se fijaron y procesaron de acuerdo a protocolos estándar para la inclusión y corte en parafina y resina. Las secciones obtenidas en resina (0.5 µm) se tiñeron con azul de Toluidina. Para descripciones adicionales sobre la anatomía e histoquímica se aplicaron reactivos específicos para determinar paredes primarias, secundarias, núcleos, lignina, polifenoles, polisacáridos, sustancias pécticas y celulosa. Las observaciones y registro fotográfico se efectuaron con microscopio fotónico y microscopía de epifluorescencia. Para observaciones con microscopía electrónica de barrido (MEB), los soros se deshidrataron con 2,2 dimetoxipropano, se desecaron a punto crítico y se metalizaron con oro. Resultados: los soros son superficiales, vascularizados y de desarrollo mixto y están cubiertos por escamas receptáculares que se desprenden con la maduración de los esporangios. El esporangio de tipo leptosporangio tiene pedicelos largos de paredes primarias, anillos de los esporangios muestran paredes secundarias con engrosamientos en forma de “U” ricos en lignina. Las células epidérmicas de los receptáculos originan a los esporangios y las escamas receptáculares. Los eventos de división mitótica de estas dos estructuras son inicialmente similares, pero luego divergen para la diferenciación reproductiva y vegetativa de estos dos órganos. La meiosis es simultánea y las tétradas de esporas se disponen de forma decusada o tetragonal. El tapete celular es inicialmente uniestratificado pero por una división mitótica se torna biestratificado. Las células del estrato interno del tapete se rompen dando origen a un tapete plasmodial. En el desarrollo del esporodermo, primero se forma el exosporio, compuesto por esporopolenina, luego el endosporio compuesta de celulosa, pectina y polisacáridos carboxilados y finalmente el perisporio. Los resultados histoquímicos y de epifluorescencia indican que las paredes celulares tanto de los esporangios como las escamas receptáculares inmaduras son de naturaleza celulósica. Al madurar, estas estructuras, así como las células de la pared del esporangio mantienen esta composición. En tanto que las células epidérmicas de los escudos de las escamas receptáculares maduras se caracterizan por mostrar cutícula engrosada. Los polifenoles están presentes durante todas las etapas de desarrollo de los esporangios y escamas receptáculares. Los almidones son abundantes en etapas tempranas del desarrollo en las células del receptáculo y primordios de los esporangios. Conclusiones: la ontogenia de los esporangios de P. macrocarpa es similar al descrito para helechos leptosporangidos. Las escamas receptáculares son estructuras principalmente de protección, su morfología y composición de las paredes celulares evitan la desecación o perdida de humedad en los esporangios durante las etapas lábiles de su desarrollo. Estos resultados concuerdan con la función de protección atribuida a las escamas peltadas pluricelulares presentes en las estructuras vegetativas de algunas especies de helechos y angiospermas tolerantes a la sequía.

In this work, it was evaluated the morphological changes of the porous structure of the cocoa bean samples subjected to microwave drying. The use of microwaves (MWs) applied by ON-OFF on cocoa bean samples allowed to avoid both the burning and the roasting of the beans. During the MWs drying process, phenomena of breakage of cellular structure, coalescence and, pore plugging altered the average pore diameter, the pore volume, surface area, and Pore Size Distribution (PSD). When the results of sun-dried beans were compared with those of beans dried by MWs, it was concluded that the average pore diameter, the pore volume, the surface area and, PSD were also affected by the solar drying; however, the breakage of cellular structure did not occur.