Helicosporidia are single-celled obligate endoparasites of invertebrates. They have a unique morphology and infection strategy, which make them unlike any other eukaryote. Molecular data were produced to clarify their phylogenetic relationship and to examine the evolution of their cryptic plastid. Phylogenetic analyses of 69 ribosomal proteins identified from an expressed sequence tag (EST) library showed that Helicosporidia are derived green algae and more specifically, are related to the trebouxiophyte algae. An obligate parasitic lifestyle is rare among plant and algal groups, and because Helicosporidium possesses no pigments and no chloroplast-like structure has been identified, photosynthetic ability has presumably been lost in this organism. I sought to examine the role that a relict plastid might play in Helicosporidium. I identified ESTs of 20 putatively plastid-targeted enzymes that are involved in a wide variety of metabolic pathways. As expected, no components of photosynthesis were found, but components of other metabolic pathways including sulfur metabolism and fatty acid, isoprenoid and heme biosynthesis suggest that Helicosporidium retains its plastid for these functions. The complete plastid genome of this species of Helicosporidium was sequenced and revealed only four protein-coding genes not involved in transcription or translation, with two of these confirming the metabolic functions suggested by the nuclear-encoded, plastid-targeted genes identified from the ESTs. In addition, the Helicosporidium plastid genome is one of the smallest known (37.5 kb). Its reduced size results from loss of many genes commonly found in plastids of other plants and algae (including all proteins that function in photosynthesis), elimination of duplicated genes and redundant tRNA isoacceptors, and minimization of intergenic spaces. The Helicosporidium plastid genome is also highly structured, with each half of the circular genome containing nearly all genes on one strand. Both the structure and content of the plastid genome and the deduced function of the organelle show parallels with the relict plastid found in the malaria parasite, Plasmodium falciparum. These unrelated organisms each evolved from photosynthetic ancestors, and the convergence in form and function of their relict plastids suggest that common forces shape plastid evolution, following the switch from autotrophy to parasitism.

Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-07-30T20:49:07Z No. of bitstreams: 1 MarianaSantanaSantosPereiraDaCosta_TESE.pdf: 2604285 bytes, checksum: 563b33c5f5f7b6ae4ce07fe8a3655789 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-07-30T20:58:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MarianaSantanaSantosPereiraDaCosta_TESE.pdf: 2604285 bytes, checksum: 563b33c5f5f7b6ae4ce07fe8a3655789 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-30T20:58:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarianaSantanaSantosPereiraDaCosta_TESE.pdf: 2604285 bytes, checksum: 563b33c5f5f7b6ae4ce07fe8a3655789 (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Polissacarídeos de algas podem ter sua síntese, sua estrutura e propriedades farmacológicas modificadas devido a alterações de fatores ambientais. Contudo, poucas algas já foram analisadas com essa ótica. A alga verde C. cupressoides var. flabellata Børgesen é uma alga abundante na costa do Rio Grande do Norte e já foi demostrado que esta alga coletada na mesma época, mas em praias com grau de salinidade diferentes, sintetizava polissacarídeos sulfatados (PS) com propriedades diferentes, inclusive atividade anticoagulante. Dessa forma, o objetivo do presente foi avaliar a influência do período de coleta e de parâmetros ambientais na composição química e atividade anticoagulante de PS obtidos de algas verdes do litoral potiguar, bem como obter e avaliar o potencial anticoagulante de PS purificados da alga C. cupressoides. Inicialmente, foram obtidos extratos ricos em polissacarídeos sulfatados (ERPS), por proteólise seguido por precipitação com metanol, da alga C. cupressoides coletada mensalmente, durante um ano na praia de Búzios, Nísia Floresta/RN. Observou-se que havia variações no rendimento da extração, composição química e atividade anticoagulante dos ERPS da C. cupressoides de acordo com o mês de coleta, sendo o mês de março aquele em que se obteve ERPS com maior potencial anticoagulante, vale salientar que esta atividade foi maior que a do Clexane®, uma heparina de baixo peso molecular comercial. Ao se analisar a influência de fatores ambientais do local de coleta no rendimento, composição química e atividade anticoagulante observou-se que existe uma correlação positiva significativa (p < 0,05) entre o rendimento da extração dos ERPS e a salinidade da água do mar e a insolação; para a quantidade de sulfato observou-se uma correlação negativa significativa (p < 0,05) com a salinidade da água do mar. Já a quantidade de açúcares totais teve uma correlação negativa significativa (p < 0,05) com: sólidos totais, sódio, cloreto e insolação. Como o mês de março foi o mês com ERPS com maior potencial anticoagulante, resolveu-se purificar, caracterizar e avaliar o potencial anticoagulante de PS extraídos neste mês. Após proteólise e fracionamento com volumes crescentes de acetona obteve-se quatro frações polissacarídicas da C. cupressoides (CCB-0.3, CCB-0.5, CCB-1.0 e CCB-2.0), como a CCB-0.5 apresentou maior atividade anticoagulante, esta foi submetida a cromatografia de troca-iônica e eluída em duas novas frações (FI e FII), após eletroforese em gel de agarose, coloração da lâmina com azul de toluidina e descoloração, observou-se o aparecimento de uma única banda em ambas as subfrações, o que indica a presença de uma única população de PS, o que permite inferir que estes PS foram purificados. Análises por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) indicam que os PS FI e FII tratam-se de glucogalactanas. Estas glucogalactnas sulfatadas exibiram atividade anticoagulante pela via intrínseca (teste de aPTT), pela via extrínseca (teste PT) e pela via comum (teste TT) da cascata de coagulação. Um resultado interessante foi que a atividade no teste de aPTT das glucogalactanas sulfatadas foi similiar a atividade do Clexane®. Além disso, estes PS foram capazes de inibir parcialmente a trombina. Isto é indicativo que os PS da C. cupressoides podem estar agindo em diversas proteases da cascata de coagulação. Entretanto, mais estudos são necessários para explicar detalhadamente quais os alvos de ação destes polímeros. Por fim, analisou-se a influência do período de coleta e de fatores ambientais em ERPS de outras algas verdes do litoral do RN (Caulerpa prolifera, Caulerpa racemosa var. occidentalis, Caulerpa sertularioides e Codium isthmocladum) coletadas também mensalmente, durante um ano na praia de Búzios, Nísia Floresta/RN; e observou-se que, da mesma forma da C. cupressoides, houve variações no rendimento, composição química e atividade anticoagulante para os ERPS algas verdes C. prolifera, C. racemosa, C. sertularioides e C. isthmocladum. No entanto, um fato interessante é que cada alga responde de forma diferente as condições ambientais do local de coleta. Estes dados indicam que dependendo do período do ano que a alga é coletada, os PS extraídos destas espécies de algas podem ter suas estruturas químicas afetadas e, consequentemente, suas atividades biológicas poderão ser distintas. Estes tipos de estudos levam ao esclarecimento de quais seriam as melhores condições para se obter o PS com as características estruturais e biológicas de interesse, o que é fundamental para o uso destes polímeros na indústria. / Polysaccharides of seaweeds can have their synthesis, structure and pharmacological properties modified due to changes in environmental factors. But few algae have been analyzed in this light. The green seaweed C. cupressoides var. flabellata Børgesen is an abundant alga in the coast of Rio Grande do Norte and it was already shown that this seaweed collected at the same time in beaches with different degree of salinity synthesized sulfated polysaccharides (PS) with different properties, including anticoagulant activity. Therefore the objective of this study was to obtain and characterize PS of green seaweed of the coast of Rio Grande do Norte evaluating the influence of the collection period and environmental parameters in the chemical composition and anticoagulant activity of PS as well as purify, characterize and evaluate the anticoagulant potential of at least one PS of the seaweed C. cupressoides. Initially, extracts rich in sulfated polysaccharides (ERPS) were obtained by proteolysis followed by precipitation with methanol of the seaweed C. cupressoides collected monthly for one year on the beach in Búzios, Nísia Floresta/RN. It was noted that there were variations in performance of extraction, chemical composition and anticoagulant activity of ERPS C. cupressoides according to the month of collection, with the month of March being the one in which they obtained more anticoagulant potential of ERPS. It is worth noting that this activity was greater than that of Clexane®, a low molecular weight commercial heparin. When analyzing the influence of environmental factors in the collection site in regards to performance, chemical composition and anticoagulant activity it has been observed that there is a significant positive correlation (p < 0.05) between the performance of the extraction of ERPS and salinity of sea water and insolation; for the amount of sulfate it was observed a significant negative correlation (p < 0.05) with the salinity of the seawater. The amount of total sugars had a significant negative correlation (p < 0.05) with: total solids, sodium, chloride and insolation. Since the month of March was the month with ERPS with more anticoagulant potential, it was decided to purify, characterize and evaluate the PS anticoagulant potential extracted on that month. After proteolysis and fractionation with increasing volumes of acetone four fractions of polysaccharide C. cupressoides (CCB-0.3, CCB-0.5, CCB-1.0 e CCB2.0) were obtained. Since the CCB-0.5 had higher anticoagulant activity, it was submitted to a chromatography ion-exchange column and eluted in two new fractions (FI and FII) after agarose gel electrophoresis, slide staining with toluidine blue and discoloration it was observed the appearance of a single band on both SP which indicates the presence of a single population of PS, which allows inferring that these PS were purified. Analysis by high-performance liquid chromatography (HPLC) indicate that SP FI and FII are glucogalactanas. These sulfated glucogalactans exhibited by the intrinsic pathway anticoagulant activity (APTT assay) the extrinsic pathway (PT test) and common pathway (TT test) of the coagulation cascade. An interesting result was that activity in the aPTT test of sulfated glucogalactans was similiar activity of Clexane®. In addition, these PS were able to partially inhibit thrombin. This is an indicative that the PS C. cupressoides may be acting on various proteases of the coagulation cascade. But more studies are needed to explain in detail which are the targets of action of these polymers. Finally, we analyzed the influence of the period of collection and environmental factors in ERPS of other green seaweeds RN coast (Caulerpa prolifera, Caulerpa racemosa var. occidentalis, Caulerpa sertularioides and Codium isthmocladum) also collected monthly for one year on the beach of Búzios, Nísia Floresta/RN; and it was observed that, like the C. cupressoides, there were variations in the performance, chemical composition and anticoagulant activity for ERPs green seaweeds C. prolifera, C. racemosa, C. sertularioides and C. isthmocladum. However, an interesting fact is that each alga responds differently to environmental conditions of the collection site. These data indicate that depending on the time of the year that the algae are collected, the PS extracted from these species of algae may have their chemical structures affected hence its biological activity may be different. These types of studies lead to the clarification of which would be the best conditions to obtain the PS with the structural and biological characteristics of interest, which is essential for the use of these polymers in the industry.

Este trabalho trata do estudo da flora de Desmodesmus An, Friedl & Hegew. e Scenedesmus Meyen, encontrada em lagoas isoladas, lagoas interligadas, banhados, açudes e ambientes lóticos da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. A composição taxonômica, e as relações entre a riqueza e a densidade com as variáveis temperatura e pH foram avaliadas. O estudo baseou-se em 41 amostragens efetuadas no outono e na primavera de 2003. Um total de 14 espécies e duas variedades de Desmodesmus e duas espécies e uma variedade de Scenedesmus foram identificadas. Além disso, quatro combinações novas (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan e Desmodesmus spinoso-aculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) são propostas. A variação da riqueza e da densidade estiveram influenciadas pelo pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). A média de densidade (ind. mL-1) de Desmodesmus e Scenedesmus na primavera diferiu significativamente da média obtida no outono (p = 0,04) e, e a média de riqueza na zona litoral diferiu significativamente da média obtida na zona pelágica (p = 0,02). / This paper is about the Desmodesmus An, Friedl & Hegew. and Scenedesmus Meyen flora, found at isolated ponds, interlinked ponds, swamps, dams and lotic environments, at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul. The taxonomic composition and how richness and density relate to the variables temperature and pH were evaluated. The study was based on 41 samplings collected in autumn and spring of 2003. A total of 14 species and two varieties of Desmodesmus, and two species and a variety of Scenedesmus were identified. Four new combinations (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West. ) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan and Desmodesmus spinosoaculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) were proposed. The statistical analysis revealed that the variation of richness and density were influenced by pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). Comparing autumn and spring, it is observed that the density average (ind. mL-1) of Desmodesmus and Scenedesmus in spring differs significantly of the average obtained in the autumn (p = 0,04) and, comparing the richness averages, that the average of the litoral zones differs significantly of the average obtained in the pelagic zones (p = 0,02).

Este trabalho trata do estudo da flora de Desmodesmus An, Friedl & Hegew. e Scenedesmus Meyen, encontrada em lagoas isoladas, lagoas interligadas, banhados, açudes e ambientes lóticos da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. A composição taxonômica, e as relações entre a riqueza e a densidade com as variáveis temperatura e pH foram avaliadas. O estudo baseou-se em 41 amostragens efetuadas no outono e na primavera de 2003. Um total de 14 espécies e duas variedades de Desmodesmus e duas espécies e uma variedade de Scenedesmus foram identificadas. Além disso, quatro combinações novas (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan e Desmodesmus spinoso-aculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) são propostas. A variação da riqueza e da densidade estiveram influenciadas pelo pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). A média de densidade (ind. mL-1) de Desmodesmus e Scenedesmus na primavera diferiu significativamente da média obtida no outono (p = 0,04) e, e a média de riqueza na zona litoral diferiu significativamente da média obtida na zona pelágica (p = 0,02). / This paper is about the Desmodesmus An, Friedl & Hegew. and Scenedesmus Meyen flora, found at isolated ponds, interlinked ponds, swamps, dams and lotic environments, at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul. The taxonomic composition and how richness and density relate to the variables temperature and pH were evaluated. The study was based on 41 samplings collected in autumn and spring of 2003. A total of 14 species and two varieties of Desmodesmus, and two species and a variety of Scenedesmus were identified. Four new combinations (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West. ) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan and Desmodesmus spinosoaculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) were proposed. The statistical analysis revealed that the variation of richness and density were influenced by pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). Comparing autumn and spring, it is observed that the density average (ind. mL-1) of Desmodesmus and Scenedesmus in spring differs significantly of the average obtained in the autumn (p = 0,04) and, comparing the richness averages, that the average of the litoral zones differs significantly of the average obtained in the pelagic zones (p = 0,02).

Este trabalho trata do estudo da flora de Desmodesmus An, Friedl & Hegew. e Scenedesmus Meyen, encontrada em lagoas isoladas, lagoas interligadas, banhados, açudes e ambientes lóticos da Planície Costeira do Rio Grande do Sul. A composição taxonômica, e as relações entre a riqueza e a densidade com as variáveis temperatura e pH foram avaliadas. O estudo baseou-se em 41 amostragens efetuadas no outono e na primavera de 2003. Um total de 14 espécies e duas variedades de Desmodesmus e duas espécies e uma variedade de Scenedesmus foram identificadas. Além disso, quatro combinações novas (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan e Desmodesmus spinoso-aculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) são propostas. A variação da riqueza e da densidade estiveram influenciadas pelo pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). A média de densidade (ind. mL-1) de Desmodesmus e Scenedesmus na primavera diferiu significativamente da média obtida no outono (p = 0,04) e, e a média de riqueza na zona litoral diferiu significativamente da média obtida na zona pelágica (p = 0,02). / This paper is about the Desmodesmus An, Friedl & Hegew. and Scenedesmus Meyen flora, found at isolated ponds, interlinked ponds, swamps, dams and lotic environments, at the Coastal Plain of Rio Grande do Sul. The taxonomic composition and how richness and density relate to the variables temperature and pH were evaluated. The study was based on 41 samplings collected in autumn and spring of 2003. A total of 14 species and two varieties of Desmodesmus, and two species and a variety of Scenedesmus were identified. Four new combinations (Desmodesmus granulatus (W.& G. S. West. ) Hentschke & Torgan, Desmodesmus heteracanthus (Guerr.) Hentschke & Torgan, Desmodesmus microspina (Chod.) Hentschke & Torgan and Desmodesmus spinosoaculeolatus (Chod.) Hentschke & Torgan) were proposed. The statistical analysis revealed that the variation of richness and density were influenced by pH (r2 = 0,53 e r2= 0,97). Comparing autumn and spring, it is observed that the density average (ind. mL-1) of Desmodesmus and Scenedesmus in spring differs significantly of the average obtained in the autumn (p = 0,04) and, comparing the richness averages, that the average of the litoral zones differs significantly of the average obtained in the pelagic zones (p = 0,02).

The symbiotic relationships often represent not only the permanent cohabitation of two organisms, but they can evolve and change over time. Many papers published so far focused on the the specificity of lichens, characterising both highly specific species and those that can establish a symbiosis with many algal genotypes. In this second case we can imagine the possibility of a photobiont exchange during the life of lichen - the dynamics of lichen symbiosis. In this thesis I compared the occurence and diversity of photobionts within the thalli of lichens growing on the disturbed localities and on the the localities without the disturbance. These two types of localities were similar to species richness of photobionts, but the disturbed localities dominated by the number of photobiont genera. These localities also reached a higher value of phylogenetic diversity. Conversely, non-phylogenetic analysis revealed the higher level of photobiont diversity on non-disturbed localities, where the core of diversity was formed by different lineages of Trebouxia. I have also found the lichens, which cooperate with different algae on disturbed and non-disturbed localities. The photobiont distribution presented in this paper shows the possibility of photobiont exchange during the community succesion. The...

Submitted by Ingritt Moreira (ingritt@gmail.com) on 2019-01-21T20:58:31Z No. of bitstreams: 2 Tese INGRITT CAROLINE MOREIRA.pdf: 2137024 bytes, checksum: 63efdff4c7afd9eeb4db6d7a1a0af110 (MD5) Carta Comprovante Versão Final Tese Ingritt.jpg: 150492 bytes, checksum: 9562c1ad3497c4bc78d70963e45afa55 (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2019-01-22T14:04:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese INGRITT CAROLINE MOREIRA.pdf: 2137024 bytes, checksum: 63efdff4c7afd9eeb4db6d7a1a0af110 (MD5) Carta Comprovante Versão Final Tese Ingritt.jpg: 150492 bytes, checksum: 9562c1ad3497c4bc78d70963e45afa55 (MD5) / Approved for entry into archive by Eunice Nunes (eunicenunes6@gmail.com) on 2019-01-22T14:17:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese INGRITT CAROLINE MOREIRA.pdf: 2137024 bytes, checksum: 63efdff4c7afd9eeb4db6d7a1a0af110 (MD5) Carta Comprovante Versão Final Tese Ingritt.jpg: 150492 bytes, checksum: 9562c1ad3497c4bc78d70963e45afa55 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-22T14:17:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese INGRITT CAROLINE MOREIRA.pdf: 2137024 bytes, checksum: 63efdff4c7afd9eeb4db6d7a1a0af110 (MD5) Carta Comprovante Versão Final Tese Ingritt.jpg: 150492 bytes, checksum: 9562c1ad3497c4bc78d70963e45afa55 (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / Outra / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This research focuses on the oxylipins with eighteen carbons, compound derived of polyunsaturated fatty acids, produced by twenty-two species of freshwater algae, one cyanobacteria and three species of plants, with emphasis on green microalgae from the Chlorophyta and Charophyta phylum, and also species of the Selenastraceae family (Chlorophyta, Chlorophyceae, Sphaeropleales). The aim was detected, identified and quantified oxylipins derived from linoleic and linolenic acids produced by microorganisms using High-Performance Liquid Chromatography coupled tandem Mass Spectrometry technique. It was used microalgae from the Culture Collection of Freshwater Microalgae (CCMA-UFSCar), species already classified by classic and / or molecular taxonomy, as well as the species of plants for comparative purposes. For the experiments, the material came from the end of stationary phase. Once the compounds were identified by these techniques, it was tested the possibility of using profiles as diacritical characteristics in a chemotaxonomic approach for formation of hierarchical clusters. The pharmacological potential of these compounds was discussed since they present antibiotic and anti-inflammatory activities. Other possible commercial applications were approached since microalgae revealed their potential value as natural sources of hydroxy fatty acids. No oxylipin was exclusively observed to determinated organism that could represents as species indicator. This condition limits the use of oxylipins derived from C18 PUFAs in the taxonomy of the Selenastraceae family, but even so, these compounds provide complementary information for organisms that may be useful in their identification. There was universality regarding the presence of oxylipins analysed in all the taxonomic groups studied. The strains belonging to Chlorophyta division showed the highest total concentrations of oxylipins. Charophyta algae have a concentration of oxylipins dozens of times lower than Chlorophyta, and similar to concentrations found in plants, which may be related to the evolutionary proximity among plants and Charophyta. / Esta pesquisa tem como foco oxilipinas com dezoito carbonos, substâncias derivadas de ácidos graxos poli-insaturados, produzidas por vinte e duas cepas de algas de água doce, uma cianobactéria e três espécies de plantas, com ênfase em microalgas verdes das divisões Chlorophyta e Charophyta, e também em espécies da família Selenastraceae (Chlorophyta, Chlorophyceae, Sphaeropleales). O objetivo principal foi detectar, identificar e quantificar as oxilipinas derivadas de ácidos linoléico e linolênico produzidas por esses organismos utilizando-se de técnicas de cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas. Utilizou-se cepas de microalgas da coleção de culturas do Laboratório de Ficologia da UFSCar, espécies já classificadas através da taxonomia clássica e/ou molecular, como também espécies de plantas para fins comparativos. Para os experimentos, a biomassa algal foi proveniente do final da fase estacionária. Uma vez identificados estes compostos pelas técnicas acima, testou-se a possibilidade de se utilizar estes perfis como características diacríticas em uma abordagem quimiotaxonômica para a formação de clusters hierárquicos. Também foi discutido o potencial farmacológico destes compostos por apresentarem atividades antibióticas e anti-inflamatórias. Outras possíveis aplicações comerciais também foram abordadas uma vez que as microalgas revelaram seu potencial valor como reservas naturais de hidroxi-ácidos. Não foi observada qualquer oxilipina exclusiva para determinado organismo que pudesse servir como um indicador de espécie. Esta condição limita a utilização de oxilipinas derivadas de PUFAs C18 na taxonomia da família Selenastraceae. Porém, mesmo assim, a quantidade e proporções das oxilipinas nos diversos perfis permitem que estes compostos forneçam informações complementares sobre os organismos que podem ser uteis na sua identificação. Houve universalidade quanto à presença das oxilipinas analisadas em todos os grupos taxonômicos estudados. As cepas pertencentes à divisão Chlorophyta apresentaram as maiores concentrações totais de oxilipinas. As algas Charophyta apresentaram concentrações de oxilipinas dezenas de vezes menor que Chlorophyta e semelhantes às concentrações encontradas em plantas, fato que pode estar relacionado à proximidade evolutiva entre plantas e Charophyta. / CNPQ: 141267/2014-3 / FAPESP: 2011/50054-4

As microalgas são organismos unicelulares fotossintéticos que possuem estrutura celular eucariótica e podem apresentar-se em formas coloniais ou livres. Estes organismos vem sendo amplamente estudados para aplicação em biorremediação e em biorrefinarias. Seu potencial biotecnológico destaca-se na produção de biocombustíveis e bioprodutos, por apresentarem características como alta taxa de crescimento e alta capacidade de armazenamento de substâncias de reserva, como lipídios e amido. Coleções de recursos genéticos e programas de melhoramento, tem como pré-requisito a identificação e manutenção dos organismos em um estado metabólico inativo. Desta forma, dois marcadores moleculares, o gene cloroplastídeo rbcL e a região ITS2 do DNA ribossômico nuclear, foram utilizados como barcodes de DNA para identificação das cepas microalgais coletadas de águas continentais brasileiras, depositadas na Coleção de Microrganismos e Microalgas Aplicados à Agroenergia e Biorrefinarias da Embrapa. Para a manutenção dos recursos genéticos desta coleção em um estado metabólico inativo, aplicou-se o método de criopreservação aliado a estratégia de resfriamento lento, utilizando os compostos químicos metanol e dimetilsulfóxido (DMSO) como agentes crioprotetores. A região ITS2 pode ser amplificada e sequenciada com sucesso em 48 (94%) das amostras utilizando um par de primers universais disponíveis na literatura. Por outro lado, novos pares de primers tiveram que ser desenhados para o gene rbcL, o que possibilitou o sequenciamento de 49 (96%) das amostras. Uma diversidade média de nucleotídeos próxima foi observada entre as sequências de ITS2 (0.472) e rbcL (0.461), o que sugere um similar poder de discriminação de espécies. Porém, os resultados indicam que o ITS2 deve ser utilizado como marcador primário, e o rbcL como marcador auxiliar para a identificação de microalgas verdes. Os testes de criopreservação demonstraram que é possível empregar este método para manutenção de microalgas continentais brasileiras em estado metabólico inativo, utilizando DMSO em concentração de 10% como agente crioprotetor. / Microalgae are photosynthetic unicellular organisms that have eukaryotic cell structure and occur in colonial or free forms. These organisms have been widely studied in the application of bioremediation and in biorefineries. Their biotechnological potential stands out in the production of biofuels and bioproducts, because they have features like high growth rate and high storage capacity of reserve substances, such as lipids and starch. Collections of genetic resources and breeding programs have as a prerequisite the identification and the maintenance of the organisms in an inactive metabolic state. Thus, two molecular markers, the chloroplastid gene rbcL and the ITS2 region of the nuclear ribosomal DNA were used as DNA barcodes for identification of microalgal strains collected from Brazilian continental waters, deposited in Embrapa’s Collection of Microorganisms and Microalgae Applied to Agroenergy and Biorefineries. For the genetic resources maintenance in an inactive metabolic state, it was applied the cryopreservation method combined with a slow cooling strategy, using the chemical compounds methanol and dimethyl sulfoxide (DMSO) as cryoprotectans agents. The ITS2 region could be amplified and sequenced successfully in 48 (94%) of the samples using a pair of universal primers available in the literature. On the other hand, new sets of primers had to be designed for the rbcL gene, which allowed the sequencing of 49 (96%) of the samples. Similar levels of nucleotide diversity were observed among the ITS2 (0.472) and rbcL (0.461) sequences, suggesting a similar potential for taxa discrimination. However, the results indicates that the ITS2 should be used as a primary marker, and rbcL as an auxiliary marker for the identification of green microalgae. Cryopreservation tests showed that it is possible to use this method for maintaining Brazilian continental microalgae in an inactive metabolic state using DMSO in 10% concentration as a cryoprotectant agent.

Green algae are quite important primary producers in fresh waters. The genus Chlorella represents one of algae most frequently utilized in algal biotechnologies to produce biomass, using either autotrophic or heterotrophic cultivation systems. It is than exploited as a food supplement for humans or animals. However, particular species within the genus are morphologically indistinguishable and molecular markers should be used to characterize production strains. This work is aimed to molecularly characterize three production strains of Chlorella for patent protection purposes and to specify their phylogenetic and taxonomic position.

Submitted by ANNA ISABEL NASSAR BAUTISTA SARAIVA null (annaisabel.ifsp@yahoo.com.br) on 2017-07-28T16:28:07Z No. of bitstreams: 1 tese final pós-correção_ok.pdf: 2224366 bytes, checksum: 14d1d03c22d3e56e61a484a95e72f7c4 (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-08-03T13:14:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 saraiva_ainb_dr_rcla.pdf: 2224366 bytes, checksum: 14d1d03c22d3e56e61a484a95e72f7c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-03T13:14:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 saraiva_ainb_dr_rcla.pdf: 2224366 bytes, checksum: 14d1d03c22d3e56e61a484a95e72f7c4 (MD5) Previous issue date: 2017-06-23 / Nos últimos séculos a história do ser humano no planeta Terra tem sido marcada por intensos impactos ambientais antropogênicos negativos, dentre os quais destaca-se a maior exposição da radiação ultravioleta (UV) na superfície terrestre devido à destruição da Camada de Ozônio ocasionada pela liberação de substâncias tais como os CFCs (clorofluorcarbonetos). A radiação UV tem sido considerada com um dos principais fatores que afetam a distribuição dos organismos fotossintetizantes em ambientes aquáticos, tendo efeitos biológicos diversos como danos no DNA e em moléculas proteicas, alteração dos pigmentos fotossintéticos, modificações nos parâmetros fotossintéticos e crescimento desses organismos. Torna-se evidente, portanto, que as mudanças da incidência de radiação UV na superfície terrestre podem levar a alterações ecofisiológicas nas comunidades algais. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo central analisar as respostas fisiológicas (parâmetros fotossintéticos, concentração de pigmentos fotossintéticos e de substâncias fotoprotetoras) à radiação ultravioleta (UVA e UVAB) em macroalgas continentais (ambientes lóticos e aerofíticos). A idéia geral foi avaliar o nível de resposta (tendência de aumento ou diminuição em maior ou menor grau) na performance em função da exposição à radiação ultravioleta. Duas hipóteses gerais foram formuladas: 1) as respostas das macroalgas consistirão essencialmente de tendência de diminuição de sua performance fisiológica (parâmetros fotossintéticos e concentração de pigmentos) e aumento de substâncias fotoprotetoras sob exposição à radiação UV; 2) o nível de resposta será diferente entre os grupos de algas, sendo que para as algas verdes (tipicamente algas de sol) espera-se que sejam mais tolerantes à radiação UV, enquanto que as rodófitas (tipicamente algas de sombra) tenderão a ser mais sensíveis e as cianobactérias deverão apresentar respostas intermediárias. Hipóteses mais específicas foram formuladas para cada parte do trabalho (capítulos). Experimentos foram realizados em três condições: PAR apenas (400-700nm); PAR + UVA (320-700nm), UVA; PAR + UVA + UVB (280-700nm), UVAB. A tese foi dividida em três capítulos com seus respectivos objetivos e hipóteses: 1) “Respostas fotossintéticas dos estágios gametofítico e esporofítico da macroalga vermelha continental Kumanoa ambigua (Rhodophyta, Batrachospermales) sob radiação UV”. O objetivo foi analisar o desempenho fotossintético dos estágios (gametófito e esporófito, 'Chantransia') de K. ambigua em cultura sob radiação UV. Hipotetizou-se que os estágios do histórico de vida de K. ambigua exibiriam respostas fotossintéticas diferentes à exposição à UV. 2) “Efeitos da radiação UV na fotossíntese e fotoproteção em duas espécies de Cyanobacteria”. O objetivo foi analisar o desempenho fotossintético (parâmetros derivados da fluorescência da clorofila), as concentrações de pigmentos (clorofila a e carotenóides) e a presença de compostos absorventes de UV (aminoácidos tipo-micosporinas - MAAs e scitoneminas) em duas cianobactérias aerofíticas, Leptolyngbya cf. henningsii e Scytonema sp. em resposta à exposição à radiação UV em condições de cultura. Hipotetizou-se que ambas espécies teriam desempenho fotossintético semelhantes em resposta à exposição de radiação UV, mas elas difeririam em termos de concentrações de pigmento e formação de compostos absorvedores de UV. 3) Efeitos da radiação UV na fotossíntese de três espécies de macroalgas lóticas tropicais. O objetivo foi analisar o desempenho fotossintético (parâmetros derivados da fluorescência da clorofila), as concentrações de clorofila a e a presença de compostos absorventes de UV (MAAs) em Cladophora glomerata (Chlorophyta), Spirogyra sp. (Streptophyta) e Sirodotia delicatula (Rhodophyta) coletadas em condições naturais em resposta à exposição de radiação UV em condições laboratoriais. Hipotetizou-se que Spirogyra sp. and C. glomerata, típicas algas adaptadas ao sol, apresentariam performances fotossintéticas semelhantes, com uma leve resposta à exposição à radiação UV e que S. delicatula, caracterizada por ser uma alga adaptada à sombra, exibiria uma resposta distinta com uma maior sensibilidade à exposição à UV. Os principais resultados e conclusões encontrados foram: i) este é o primeiro trabalho que reportou não somente os efeitos da radiação UV sobre o desempenho fotossintético de macroalgas tropicais, bem como descreveu a presença de MAAs em duas espécies de algas vermelhas de água doce; ii) O gametófito de K. ambigua respondeu com um aumento da sua performance fotossintética, além da presença de shinorina (MAA) sob UVA, sugerindo que é menos sensível à radiação UV, particularmente UVA, em comparação com o esporófito em condições de cultura, além de indicar que a radiação UVA, quando moderada, tem efeitos benéficos em alguns organismos aquáticos, tais como o gametófito de K. ambigua; iii) Espécimes coletados em condições naturais de S. delicatula apresentaram dois tipos de MAAs (shinorina e palatina) e foram praticamente insensíveis aos tratamentos com radiação UV, sugerindo que não somente a presença de MAAs é um importante escudo de proteção contra radiação UV, mas também demonstra que apesar de ser uma rodófita tipicamente adaptada à sombra, pode tolerar altas irradiâncias, incluindo-se a radiação UV; iv) C. glomerata apresentou uma diminuição mais acentuada da fotossíntese em UVA em relação a UVAB, apesar de menor teor de clorofila a ter sido observado em UVAB; v) Spirogyra sp. apresentou uma diminuição da performance fotossintética em PAR, sugerindo que a radiação UVAB deve ser importante na indução de fotoreparo e/ou uma fonte energia para fotossíntese; vi) Apesar de serem algas verdes adaptadas ao sol, C. glomerata e Spirogyra sp., apresentaram respostas distintas no desempenho fotossintético e concentrações de clorofila a sob exposição da radiação UV, indicando que elas utilizam estratégias diferentes para lidar com a radiação UV; vii) A ausência de MAAs e de scitoneminas e a pouca variação do desempenho fotossintético indicam que L. cf. henningsii foi insensível à exposição a UV nas condições testadas, e que o aumento do conteúdo de carotenóides sob UVA e UVAB sugerem que estes pigmentos atuaram como escudo eficaz para a radiação UV; viii) Scytonema sp. apresentou um aumento da atividade fotossintética em UVA, sinalizando que também é capaz de usar UVA como fonte de energia para a fotossíntese, e/ou em mecanismos de reparo relacionados ao DNA. Em contrapartida, observou-se uma diminuição do desempenho fotossintético em UVAB, acompanhada de maiores concentrações de MAAs, sugerindo que estes pigmentos não foram suficientemente eficazes para evitar os efeitos negativos da radiação UV. Em síntese, as duas hipóteses iniciais foram refutadas: a primeira, pois nem sempre as algas responderam com tendência à diminuição de sua performance fotossintética ou de produção de substâncias fotoprotetoras à radiação ultravioleta. A segunda, pois as duas espécies de algas verdes, C. glomerata e Spirogyra sp., típicas algas adaptadas ao sol, não mostraram ser mais tolerantes à radiação UV em relação às algas vermelhas, consideradas adaptadas à sombra. Além disso, as respostas foram espécie-específicas, como exemplificado pelas duas espécies de cianobactérias (Leptolyngbya cf. henningsii e Scytonema sp.) e entre os dois estágios de vida de K. ambigua. Estes resultados são muito relevantes por representarem a primeira abordagem para compreensão da adaptação e aclimatação fisiológica de macroalgas tropicais às mudanças globais do clima, notadamente radiação UV. / The history of human on planet Earth has been marked by intense negative anthropogenic environmental impacts, which enhanced the exposure to ultraviolet (UV) radiation the Earth's surface due to depletion of the ozone layer caused by the release of substances, such as, CFCs (chlorofluorocarbons). UV radiation has been considered as one of the main factors that affect the distribution of photosynthetic organisms in aquatic environments, with varied biological effects, such as, damage to DNA and protein molecules, alteration of photosynthetic pigments, changes in photosynthetic parameters and growth of these organisms. Changes in the incidence of UV radiation on the Earth's surface can lead to ecophysiological alterations in algal communities. In this context, the objective of this investigation was to analyze the physiological responses (photosynthetic parameters, concentration of photosynthetic pigments and photoprotective substances) to ultraviolet radiation (UVA and UVAB) in inland macroalgae (lotic and aerophytic habitats). The general idea was to evaluate the level of response (trend of increase or decrease to greater or lesser degree) in photosynthetic performance to ultraviolet exposure. Two general hypotheses were formulated: 1) the responses of macroalgae will essentially consist of a trend to decrease in their physiological performance (photosynthetic parameters and pigment concentration) and increase photoprotective substances under UV exposure; 2) the response level will be different among algal groups, with green algae (typically sun-adapted algae) expected to be more tolerant to UV radiation, whereas red algae (typically shaded-adapted algae) to be more sensitive and the cyanobacteria having intermediate responses. Specific hypotheses were formulated for each part of the work (chapters). Experiments were performed under three conditions: PAR only (400-700nm); PAR + UVA (320-700nm), UVA; PAR + UVA + UVB (280-700nm), UVAB. The thesis was divided into three chapters with their respective objectives and hypotheses: 1) “UV-radiation effects on photosynthesis and photoprotection in gametophytic and sporophytic stages of the freshwater red alga Kumanoa ambigua (Rhodophyta, Batrachospermales)”. The aim was to analyze the photosynthetic performance of gametophytic and sporophytic (‘Chantransia’) stages of Kumanoa ambigua in culture under UV radiation. We hypothesized that the life history stages of K. ambigua would exhibit different photosynthetic responses to UV exposure; 2) “UV-radiation effects on photosynthesis and photoprotection of two species of Cyanobacteria”. The aim was to analyze the photosynthetic performance (parameters derived of chlorophyll fluorescence), pigment concentrations (chlorophyll a and carotenoids) and the presence of UV-absorbing compounds (mycosporine-like aminoacids - MAAs and scytonemin) in two terrestrial cyanobacteria, Leptolyngbya cf. henningsii and Scytonema sp. in response to UV radiation exposure under culture conditions. It was hypothesized that the responses to UV exposure would be similar in both species for photosynthetic performance but they would differ in terms of pigment concentrations and UV-absorbing compounds; 3) “UV-radiation effects on photosynthesis in three species of tropical lotic macroalgae”. The aim was to analyze the photosynthetic performance (parameters derived of chlorophyll fluorescence), chlorophyll a concentrations and the presence of UV-absorbing compounds (mycosporine-like aminoacids - MAAs) in three tropical lotic macroalgae, Cladophora glomerata (Chlorophyta), Spirogyra sp. (Streptophyta) and Sirodotia delicatula (Rhodophyta) collected in natural conditions in response to UV radiation exposure under laboratory conditions. We hypothesized that Spirogyra sp. and C. glomerata, typical sun-adapted algae, would present similar photosynthetic performance with slight responses to UV exposure, while S. delicatula, a typical shaded-adapted alga, would exhibit a distinct strategy with higher sensitivity to UV exposure. The main results and conclusions were: i) this is the first work that reported not only the effects of UV radiation on the photosynthetic performance of tropical macroalgae, but also described the presence of MAAs in two species of freshwater red algae; ii) the increase of photosynthetic performance and the presence of shinorine (MAA) under UVA, suggests that gametophyte of K. ambigua is less sensitive to UV radiation, particularly UV in comparison to the sporophyte under culture conditions. In addition, UVA radiation, in moderate levels, could have beneficial effects in some aquatic organisms, such as the gametophyte of K. ambigua; iii) specimens collected under natural conditions of S. delicatula had two types of MAAs (shinorine and palythine) and were practically insensitive to treatments with UV radiation. These results suggest that not only the presence of MAAs is an important protection shield against UV radiation, but also demonstrates that some Rhodophyta, typically shaded-adapted algae, can tolerate high irradiances, including UV radiation; iv) C. glomerata presented a more pronounced decrease of photosynthesis under UVA in relation to UVAB, although a lower chlorophyll a content has been observed in UVAB; v) Spirogyra sp. had a decrease in photosynthetic performance in PAR, suggesting that UVAB radiation should be important in the induction of photorepair and/or as energy source to photosynthesis; vi) C. glomerata and Spirogyra sp., although considered typical sun-adapted algae, presented distinct responses on photosynthetic performance and chlorophyll concentrations under UV exposure, indicating that they use different strategies to deal with UV radiation; vii) the lack of MAAs and scitonemins and the weak responses of photosynthetic performances indicate that L. cf. henningsii was insensitive to UV exposure under the conditions tested. In addition, the increased carotenoid content under UVA and UVAB suggests that these pigments act as effective shield for UV radiation; viii) Scytonema sp. showed an increase in photosynthetic activity under UVA, signaling that it is also capable to use UVA as a source of energy for photosynthesis, and/or in repair mechanisms of DNA. In contrast, a decrease in the photosynthetic performance in UVAB was observed, although associated to higher concentrations of MAAs, suggested that these pigments were not effective enough to avoid the negative effects of UV radiation. In summary, the two initial hypotheses were rejected: the first, because the algal species not always responded with a trend to decrease of their physiological performances or to produce photoprotective substances under UV radiation. The second, because the two green algae, C. glomerata and Spirogyra sp., typical sun-adapted, were not shown to be more tolerant to UV radiation in comparison to the red algae, considered as shade-adapted. In addition, the responses were species-specific as clearly demonstrated by the two cyanobacterial species (Leptolyngbya cf. henningsii e Scytonema sp.) and between the two stages of K. ambigua. These results are relevant to be a first approach to a understanding of the adaptation and physiological acclimation of tropical macroalgae to global climate changes, notably UV radiation.