As cianobactérias são organismos que vivem dispersos em ecossistemas aquáticos e fazem parte do fitoplâncton. Quando em ambientes eutrofizados por excesso de nutrientes, crescem de maneira acelerada nas chamadas florações (do inglês blooms), e além de poluírem fisicamente as reservas de água, são capazes de produzir potentes toxinas. Outros metabólitos produzidos pelas cianobactérias tem despertado interesse por seu potencial para aplicação farmacêutica e biotecnológica, que abrangem moléculas como proteínas, peptídeos e lipídeos. Os avanços de técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas tem possibilitado estudos mais precisos e amplos de biomoléculas de interesse em organismos como cianobactérias. A espécie Sphaerospermopsis torques-reginae já foi registrada no Brasil, porém existem poucos estudos na literatura sobre metabólitos secundários produzidos por essa espécie, cuja produção de anatoxina-a(s) já foi registrada. A produção de anatoxina-a(s) é de difícil estudo, em razão da inexistência de padrão analítico para quantificá-la e das próprias características da molécula. Neste estudo foi avaliada a influência de fatores ambientais sobre o crescimento, formação de heterócitos e produção de pigmentos de uma linhagem de S. torques-reginae, isolada de um reservatório em Pernambuco, quando foi classificada como Anabaena spiroides e posteriormente reclassificada. Para isso foram utilizadas técnicas tradicionais de mensurações do crescimento e de extração dos compostos de interesse em cultivos com variações da fonte de nitrogênio e da intensidade luminosa. O perfil de ácidos graxos foi avaliado por técnica de GC-MS, avaliando a influência das variáveis luz e nitrogênio. Foram identificados ácidos graxos de interesse para a produção de biodiesel e também ácidos graxos essenciais como o 18:2ω6 e o 18:3ω3. Foi avaliado também o perfil de peptídeos por técnica de MALDI-TOF, focando em massas entre 2 e 20 kDa. Os resultados obtidos neste estudo contribuem para o aumento do conhecimento sobre as cianobactérias brasileiras e sobre a espécie S. torques-reginae, ainda pouco estudada, dando uma visão geral sobre a produção de metabólitos secundários. / Cyanobacteria are organisms that live dispersed in aquatic ecosystems and belong to phytoplankton. In environments eutrophized by excess of nutrients, they grow at an accelerated rate in so-called blooms, and in addition to physically pollute water supplies, they are able to produce potent toxins. Other metabolites produced by cyanobacteria has attracted attention for its potential to pharmaceutical and biotechnological applications, comprising molecules such as proteins, peptides and lipids. Advances in chromatographic and mass spectrometry techniques has enabled more accurate and extensive studies of biomolecules of interest in organisms like cyanobacteria. The specie Sphaerospermopsis torques-reginae has been recorded in Brazil, but there are few studies on secondary metabolites produced by this specie, whose production of anatoxin-a(s) has already been registered. The production of anatoxin-a (s) is difficult to study because of the lack of analytical standard to quantify it and because of the characteristics of the molecule. In this study, we evluated the influence of environmental factors on growth, heterocysts differentiation and pigment production in a strain of S. torque-reginae. This strain was isolated from a water reservoir in Pernambuco, Brazi, when it was classified as Anabaena spiroides and subsequently reclassified. We used traditional techniques for growth measurements and extraction of compounds with interest from cultures in differents condtions of nitrogen source and light intensity. The fatty acids profile was evaluated by GC-MS technique, assessing the influence of light and nitrogen variations. We identified fatty acids with interest for biodiesel production. Essential fatty acids such as 18:2ω6 and 18:3ω3 were also identified. We also evaluated the peptides profile by MALDI-TOF technique, focusing on mass range between 2 and 20 kDa. The results reached with this study contribute to increase the knowledge about the brazilian cyanobacterias and about the species S. torques-reginae, still little studied, giving an overview on their metabolites production.

A crescente demanda por água doce de boa qualidade, associada ao aumento na frequência de florações tóxicas de cianobactérias em reservatórios utilizados para consumo humano, levou à publicação da Portaria nº. 518/04 pelo Ministério da Saúde. Entre outros parâmetros de potabilidade, as empresas fornecedoras de água tratada devem realizar o monitoramento de cianotoxinas. Para tanto, métodos analíticos rápidos e precisos para a determinação destes compostos são imprescindíveis. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo empregar a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas para o estudo das principais cianotoxinas em território nacional: microcistinas, anatoxina-a(s), cilindrospermopsina e saxitoxinas. Os resultados obtidos estão distribuídos em capítulos específicos dedicados a cada grupo de toxinas. Dessa forma, o primeiro capítulo apresenta um estudo de fragmentação na fase gasosa de ânions de microcistinas em um equipamento do tipo orbitrap. É demonstrado que o modo negativo de ionização por electrospray fornece informações estruturais importantes e complementares ao modo positivo de ionização. Uma abertura seletiva do peptídeo cíclico é proposta e mecanismos discutidos, o que facilita a interpretação de resultados durante a caracterização de variantes desconhecidas. O modelo de fragmentação desenvolvido foi utilizado para identificar a variante [Leu1]MC-LR em um extrato de Microcystis spp. O segundo capítulo descreve metodologias qualitativas de LC/MS para o monitoramento e identificação do organofosforado natural anatoxina-a(s), cuja análise é prejudicada pela ausência de padrões comerciais. A cromatografia de interação hidrofílica foi empregada e mecanismos de fragmentação na fase gasosa propostos, discutindo-se os íons característicos desta estrutura química. Tal modelo permitiu a identificação desta toxina nas cepas de Anabaena oumiana ITEP-25 e ITEP-26 pela primeira vez. O terceiro capítulo disserta sobre os mecanismos de fragmentação na fase gasosa da toxina cilindrospermopsina quando ionizada por electrospray na forma de aduto com metais alcalinos. Diferenças nas vias de fragmentação são demonstradas de acordo com o raio atômico do metal formador do aduto, com implicações práticas na sua determinação cromatográfica. Já o quarto capítulo discute os mecanismos de fragmentação de variantes sulfatadas de saxitoxinas (GTX1e4, GTX2e3, dcGTX2e3, GTX5) após ionização por electrospray no modo positivo e negativo. É demonstrado pela primeira vez que uma conformação estrutural específica do grupamento sulfato explica a intensa eliminação de SO3 observada para as variantes GTX1, GTX2 e dcGTX2 no modo positivo de ionização. Por outro lado, o modo negativo de ionização apresenta vantagens uma vez que a dissociação na fonte é insignificante se comparada à dissociação observada no modo positivo. Como resultado, métodos quantitativos no modo negativo podem apresentar maior sensibilidade, permitindo a detecção destas toxinas em amostras ambientais em quantidades mais baixas. De maneira geral, conclui-se que a cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas é ferramenta poderosa para a análise quali e quantitativa das principais cianotoxinas, podendo ser amplamente empregada para o monitoramento de água para consumo humano. / The increasing occurrence of toxic cyanobacterial blooms in reservoirs used to supply drinking water for human consumption has prompted the publication of resolution 518/04 by the Brazilian Ministry of Health. Among other quality requirements, the monitoring of cyanotoxins in treated water is mandatory for companies responsible for potable water distribution. Therefore, precise and rapid analytical methods are essential. In this context, the aim of this work is to employ liquid chromatography coupled to mass spectrometry to study the most important cyanotoxins in our country: microcystins, anatoxin-a(s), cylindrospermopsis and saxitoxins. The obtained results are distributed in four chapters, each one dedicated to a single group of toxins. In this way, chapter one presents the gas-phase fragmentation behavior of deprotonated microcystins in an Orbitrap instrument. It is demonstrated that electrospray negative ionization can provide significant structural information about microcystins. These results are complementary to the positive ionization mode. A selective ring opening process is proposed and possible mechanisms are discussed, which may facilitate data interpretation when unknown variants are considered. The general fragmentation model was further applied to the characterization of [Leu1]MC-LR in a Microcystis spp. cell extract. The second chapter describes qualitative analytical methods for the identification of anatoxin-a(s), a natural organophosphate whose determination is hampered by the lack of commercial standards. Hydrophilic interaction liquid chromatography was employed and fragmentation mechanisms proposed, identifying the characteristic product ions of this toxin. The developed methods were further used to identify anatoxin-a(s) for the first time in Anabaena oumiana strains ITEP-25 and ITEP-26. The third chapter presents data related to the gas-phase fragmentation behavior of cylindrospermospin when this toxin is ionized as metal adducts. Different fragmentation pathways are accessed depending on the atomic radius of the metal cation involved. Practical implications for the chromatographic analysis of this toxin are presented. The last chapter describes the fragmentation behavior of sulphate-containing saxitoxin variants (GTX1&4, GTX2&3, dcGTX2&3, GTX5) after electrospray ionization in both the positive and negative modes. A mechanism for the intense SO3 elimination from [M+H]+ ions from GTX1, GTX2 and dcGTX2 is proposed for the first time and relies on a specific structure conformation. On the other hand, the negative ionization mode shows much less in-source dissociation when compared to the positive mode. As a consequence, methods based on negative ionization might be more sensitive for sulfate-containing variants, allowing the detection of lower amounts of these toxins in environmental samples. At the end, it can be concluded that liquid chromatography is a well-suited and powerful technique for the qualitative and quantitative analysis of cyanotoxins, being an invaluable contribution to water safety evaluation.

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No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_CianotoxinasOstrasAguas.pdf: 1711540 bytes, checksum: eb11c36e72609b2319a594f916b74184 (MD5) Previous issue date: 2016-08-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Cianobactérias são organismos procarióticos fotossintetizantes e em condições favoráveis ao seu crescimento podem formar florações. Também são capazes de produzir cianotoxinas, metabólitos secundários que possuem efeito tóxico para organismos eucarióticos inclusive o homem. Como parte do fitoplâncton as cianobactérias participam das cadeias alimentares, sendo assim a ingestão de moluscos que tenham se alimentado continuamente de cianobactérias tóxicas e acumulado as toxinas em seus tecidos gera a possibilidade de transferência para o homem através de seu consumo trazendo sérios riscos à sua saúde. Ainda são escassos estudos sobre a contaminação (por cianotoxinas) de moluscos destinados ao consumo humano. Logo, este estudo consistiu em verificar a ocorrência de cianotoxinas em águas de cultivo e no tecido de ostras destinadas ao consumo humano. As coletas de água e de ostras foram realizadas em cultivos de dois municípios localizados no nordeste do Pará. A pesquisa por cianotoxinas foi realizada através de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência, HPLC. As cianobactérias presentes na água, as isoladas e as cultivadas a partir das conchas das ostras foram identificadas. Não foram detectadas microcistinas e saxitoxinas nas amostras de água e nos extratos de ostras de ambos locais de cultivo. Contudo, foram identificados três gêneros de cianobactérias – Aphanizomenon, Oscillatoria e Phormidium, em Curuçá e três gêneros de cianobactérias em São Caetano de Odivelas – Aphanothece, Oscillatoria e Phormidium, todos conhecidos por conter espécies tóxicas. Foi detectada a presença de saxitoxinas em extratos de culturas de cianobactérias a partir das conchas das ostras de ambos os locais de cultivo, indicando a presença de espécies tóxicas apesar da ausência de floração. Neste estudo, verificou-se que os locais de cultivo de ostras encontram-se adequadas para o consumo, livres de contaminação por microcistinas e saxitoxinas, no entanto, se faz necessária a implantação de uma legislação específica e o monitoramento desses cultivos a fim de assegurar a saúde dos consumidores. / Cyanobacteria are photosynthetic prokaryotic organisms and under conditions favorable to their growth can form blooms. They are also capable of producing cyanotoxins, secondary metabolites that have a toxic effect on eukaryotic organisms including man. As part of phytoplankton the cyanobacteria participate in the food chains, thus the ingestion of shellfish, that have been continuously fed toxic cyanobacteria and accumulated the toxins in their tissues generates the possibility of transfer to the man through their consumption bringing serious risks to their health. There is still very little research on the contamination (by cyanotoxins) of shellfish intended for human consumption. Therefore, this study was to verify the occurrence of cyanotoxins in culture waters and in the tissue of oysters destined for human consumption. The water and oyster samples were collected from two municipalities located in the northeast of Pará. The cyanotoxins research was performed using High Performance Liquid Chromatography (HPLC). The cyanobacteria present in the water, isolated and cultured from oyster shells were identified. No microcystins and saxitoxins were detected in water samples and oyster extracts from both growing sites. However, three genera of cyanobacteria - Aphanizomenon, Oscillatoria and Phormidium were identified in Curuçá and three genera of cyanobacteria in São Caetano de Odivelas - Aphanothece, Oscillatoria and Phormidium, all known to contain toxic species. The presence of saxitoxins in extracts from cyanobacterial cultures was detected from the oyster shells of both growing sites, indicating the presence of toxic species despite the absence of bloom. In this study, it was verified that the cultivation of oyster sites are suitable for consumption, free of contamination by microcystins and saxitoxins, however, it is necessary to implement specific legislation and the monitoring of these crops in order to ensure consumer health.

A espécie de cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii vem se destacando na literatura atual devido à sua presença e dominância em lagos e reservatórios em diversas regiões do planeta e a principal preocupação deste cenário é por ela ser potencialmente tóxica. Estudos revelaram que o crescimento e a síntese de toxinas em espécies de microrganismos fitoplanctônicos estão atrelados à limitação ou excesso de micronutrientes, porém, ainda são desconhecidos os efeitos desta variação na produção de saxitoxina (STX) por C. raciborskii. Para contribuir com o esclarecimento desta questão, investigou-se o efeito de diferentes concentrações dos micronutrientes Fe, Zn, Cu, Mn, Co e B no crescimento e na produção de STX de uma linhagem de C. raciborskii. Em salas climatizadas, culturas desta linhagem foram expostas durante 20 dias a 5 concentrações de cada micronutriente, com alteração do meio de cultura ASM-1. As respostas fisiológicas de C. racibosrkii a estas modificações foram verificadas através da velocidade máxima de crescimento (μmáx), rendimento do biovolume, tempo de duplicação (Td), concentração de clorofila a, assimilação de nitrato e ortofosfato e síntese de STX total (intra e extracelular). As maiores concentrações de STX por biovolume (STX/biovolume) foram obtidas nos tratamentos com baixa concentração de Fe (0,4 μM) e elevada concentração de Cu (0,8 μM). Nos micronutrientes Zn, Co e B, houve uma tendência de redução da síntese de STX nas maiores concentrações destes metais. Enquanto as concentrações extremas de Fe e Mn inibiram o crescimento (Fe: 0,4 e 400 μM e Mn: 0,7 e 600 μM), as concentrações centrais favoreceram (Fe: 4 a 60 μM e Mn: 7 a 200 μM). Elevada concentração de Cu (0,8 μM) causou aumento de 2,6 vezes (160%) do volume celular e redução na síntese de clorofila a, sem alterações significativas em μmáx e rendimento. O aumento da concentração dos micronutrientes Fe, Zn, Mn e B no meio de cultura causaram maior assimilação de ortofosfato por biovolume (P/biovolume). Estes principais resultados demonstraram que os micronutrientes afetam a síntese de STX e o crescimento de C. raciborskii, podendo ser associados aos diversos mecanismos de captura e detoxificação de metais que as cianobactérias possuem. Embora as extrapolações dos resultados laboratoriais para o ambiente devam ser realizadas com prudência, estudos relacionados à ecofisiologia de cianobactérias como este, são fundamentais para análise criteriosa de cada variável podendo ser utilizado como ferramenta de diagnóstico e prevenção de florações tóxicas. / Cylindrospermopsis raciborskii has been highlighted in several researches due to the dominance in many lakes and reservoirs around the world, the main concern about it due to the ability to produce toxins. Studies have revealed that growth and toxins production in phytoplankton species are linked to micronutrients limitation or excess. Nevertheless, micronutrient variation effects on saxitoxin (STX) production by C. raciborskii are still unknown. To contribute to clarify this issue, we investigated the effect of different micronutrients concentration, such as Fe, Zn, Cu, Mn, Co and B, on the growth and saxitoxin production of C. raciborskii strain. In climatized growth room, the cultures of C. raciborskii strain were exposed to 5 different concentration of each micronutrient, present in ASM-1 medium, during 20 days. The C. racibosrkii physiological responses was detected through maximum growth rate (μmáx), biovolume yield, doubling time (Td), chlorophyll-a, nitrate and orthophosphate assimilation and the total STX production (intra and extracellular). The higher concentrations of STX per biovolume (STX/biovolume) were observed in treatments with low Fe concentration (0.4 μM) and high Cu concentrations (0.8 μM). Higher concentrations of Zn, Co and B lead to low STX production. While the Fe and Mn extreme concentrations inhibited the growth (Fe: 0.4 and 400 μM and Mn: 0.7 to 600 μM), the central concentrations favored (Fe: 4 to 60 μM, and Mn: 7-200 μM). A high Cu concentration (0,8 μM) leads to 2,6 fold increase (160%) in cellular volume and decrease the chlorophyll-a content, however máx and biovolume yield did not change. Increasing the Fe, Zn, Mn and B concentration in the culture caused higher assimilation of orthophosphate per biovolume (P/biovolume). These results indicated that micronutrients affected C. raciborskii growth and STX production, and may be associated with the diverse cyanobacterial mechanisms of metals capture and detoxification. Cyanobacteria ecophysiology studies, as this research, are fundamental to careful analysis of each variable, which could be used as diagnostic and a tool to prevention of toxic blooms.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-27T04:04:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 339051.pdf: 5641458 bytes, checksum: b043a2588ac164bad825101d7402014b (MD5) Previous issue date: 2016 / Lagoas costeiras são controladas por parâmetros tróficos que influenciam a distribuição e abundância de organismos aquáticos, especialmente os produtores primários. Ambientes oligotróficos geralmente apresentam ausência ou baixa densidade de cianobactérias, sendo estes organismos normalmente encontrados em ambientes eutrofizados. Na Lagoa do Peri observa-se uma dominância de Cylindrospermopsis raciborskii, com esta cianobactéria apresentando importantes mecanismos de adaptação que determinam seu sucesso neste ecossistema oligo-mesotrófico. O presente estudo avaliou a dinâmica temporal de nutrientes, clorofila-a e variáveis abióticas na coluna d?água e sedimento de uma lagoa costeira subtropical rasa (Lagoa do Peri, ilha de Santa Catarina, sul do Brasil). Para isso, amostras de água foram coletadas mensalmente de março/2007 a fevereiro/2013 para avaliar variações em pequena e média escala em parâmetros físicos, químicos e biológicos da água. Tendências em longo prazo foram avaliadas por meio de dois testemunhos de sedimento coletados e analisados quanto a algumas características paleolimnológicas. Amostras mensais de sedimento também foram coletadas e analisadas quanto à granulometria, fauna bentônica, matéria orgânica e fósforo, de março/2007 a maio/2009. A Lagoa do Peri apresentou baixa concentração de nutrientes dissolvidos e altas concentrações de clorofila-a, com um padrão sazonal de variação para as concentrações de P e clorofila-a. Diferenças significativas foram observadas em diferentes anos para alguns parâmetros. A lagoa foi considerada potencialmente limitada por P durante a maior parte do período de estudo e uma correlação positiva foi encontrada entre as concentrações de clorofila-a e de P. A biomassa fitoplanctônica foi aparentemente controlada pela temperatura da água e pela disponibilidade de P (razões N:P e P dissolvido). Em relação aos dois testemunhos de sedimentos coletados, ambos mostraram tendências gerais similares, com quantidades crescentes de matéria orgânica (OM), carbono (TOC), nitrogênio total (TN) e fósforo total (TP) do fundo para as camadas superiores mais recentes. As razões TOC:TN indicaram uma mistura de contribuições alóctones e autóctones na OM. A razão TN:TP também indicou uma condição de potencial limitação por P, de forma geral. Tanto d13C quanto d15N mostraram um padrão de diminuição do fundo para a superfície dos testemunhos. Diferenças no padrão de variação das camadas dos dois testemunhos foram associadas à posição marginal de um deles. Para as amostragens mensais de sedimentos, os principais resultados encontrados foram: 1) as formas e concentrações de P variaram sazonalmente, com quantidades mais elevadas de P nos sedimentos em períodos mais quentes; 2) as formas e concentrações de P também variaram entre os pontos amostrados, associadas à composição dos grãos e ao conteúdo de OM; 3) quantidades e qualidades de P nos sedimentos foram correlacionadas com características da água, especialmente temperatura, clorofila-a, nitrato, oxigênio dissolvido, pH e TP; 4) alguns grupos alimentares funcionais de macroinvertebrados mostraram relações significativas com a variação temporal do P no sedimento, incluindo catadores-coletores, fragmentadores, filtradores e filtradores-coletores. Os resultados encontrados sugerem uma grande importância de fatores climáticos, especialmente a temperatura, e da condição de limitação por P, na dinâmica da qualidade da água, através de suas influências na biomassa fitoplantônica, na liberação de P do sedimento e nas alterações da produção primária e nutrientes em longo prazo na Lagoa do Peri.<br> / Abstract : Coastal lakes are controlled by trophic parameters which influence in the distribution and abundance of aquatic organisms, especially primary producers. Oligotrophic environments usually show absence or low densities of cyanobacteria, organisms usually found in eutrophic systems. In Peri Lake, there is a dominance of Cylindrospermopsis raciborskii, a cyanobacteria that shows important adaptations that determine its success in this oligo-mesotrophic ecosystem. The present study assessed the dynamics of nutrients, chlorophyll-a and abiotc variables in the water column and sediments of a shallow subtropical coastal lake (Peri Lake, Santa Catarina island, Southern Brazil). Water samples were taken monthly from March 2007 to February 2013 to assess small and medium term variation in physical, chemical and biological parameters. Longer time trends were evaluated by two sediment cores sampled and analyzed for some paleolimnological characteristics. Monthly sediment samples were also taken and analyzed for grain size, benthic fauna, organic matter and phosphorus from March 2007 to May 2009. Peri Lake showed low dissolved nutrients and high chlorophyll-a concentration, with a seasonal pattern of variation concerning P and chlorophyll-a. Significant differences were observed in different years for some parameters. The lake was considered potentially P limited during the majority of the study period and a positive correlation was found between chlorophyll-a and P concentration. Phytoplankton biomass was apparently controlled by water temperature and N:P ratios (P availability). In relation to the two sediment cores sampled, both cores showed similar general tendencies, with increasing amounts of organic matter (OM), total organic carbon (TOC), total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) from the bottom toward the top more recent layers. TOC:TN ratios indicated a mixture of allochthonous and autochthonous contribution to the OM. TN:TP also indicated a condition of potential limitation by P in general. Both d13C and d15N showed a decreasing pattern toward the top of the cores. Differences in the depth variation pattern between the two cores were associated to the marginal location of one of the cores. For the monthly sediment sampling, the main results found were: 1) P forms and concentration varied seasonally, with OP and TP increasing in the sediments in warmer periods; 2) P forms and concentration also varied among the sampling sites, associated with sediment grain size compositions and OM content; 3) quantities and qualities of P in the sediments were correlated with water characteristics, especially temperature, chlorophyll-a, nitrate, dissolved oxygen, pH and TP; 4) some benthic functional feeding groups showed significant relationships with temporal variation in sediment P, including gathering-collectors, shredders and filterers and filtering-collectors. The results suggest a strong importance of climatic factors, especially temperature, and of the P limited condition in the water quality dynamics of Peri Lake, through their influence in the phytoplankton biomass, P release from the sediments and changes in nutrients and primary production in the long term.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3001.pdf: 10241694 bytes, checksum: 977e39ca802893c91bf2bc1446842a15 (MD5) Previous issue date: 2010-03-30 / Universidade Federal de Minas Gerais / Photochemically and biologically mediated reactions are key processes on the transformation of dissolved organic matter (DOM) in natural waters. The aims of this study were to evaluate these isolated and coupled processes over the DOM produced by the Cyanobacteria Microcystis aeruginosa, which contributes with great amounts of biomass in the Barra Bonita Reservoir. Our results showed that photodegradation occurred, but also showed that there were cyanobacterial photoresistant molecules and photoproducts that were identified in the Reservoir s DOM. Pre exposure of the DOM released by M. aeruginosa caused decrease in bioavailability of this type of DOM due to competition, i.e., removal of the biolabile portion of the DOM by irradiation. The bioavailability of intracellular DOM was not significantly altered by pre exposure to UV radiation. Detailed chemical characterization showed that competition between photo and biodegradation and photoproduction of biolabile compounds, equilibrated negative and positive effects of irradiation on the bioavailability of the intracellular DOM. / As atividades fotoquímica e biológica são processos importantes na transformação da matéria orgânica dissolvida (MOD) em ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos destes processos, separadamente e em associação, sobre a MOD produzida pela espécie de cianobactéria Microcystis aeruginosa (extracelular e intracelular), que contribui com grande parte da biomassa fitoplanctônica do reservatório de Barra Bonita. Nossos resultados demonstraram a ocorrência de fotodegradação, mas também de compostos resistentes e de fotoprodutos da exposição da MOD da cianobactéria, que foram identificados também na MOD do reservatório. Isto demonstra a importante contribuição da MOD liberada por M. aeruginosa na MOD deste ambiente. A pré exposição da MOD excretada pela cianobactéria (extracelular) à radiação UV causou subsequente redução em sua biodisponibilidade devido à competição entre os dois processos, i.e., a irradiação removeu a porção biodegradável da MOD. A biodisponibilidade da MOD intracelular não foi significativamente alterada pela pré exposição à UV. A análise detalhada de sua composição química demonstrou a ocorrência de processos opostos, i.e., competição entre foto e biodegradação e formação de fotoprodutos lábeis à atividade biológica, que equilibrou os efeitos negativos e positivos da radiação sobre a biodegradabilidade da MOD intracelular.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5442.pdf: 24447413 bytes, checksum: 0fb87e9809105da0cdcac9e0a602e588 (MD5) Previous issue date: 2013-07-03 / Financiadora de Estudos e Projetos / The occurrence of nuisance phytoplankton blooms is a worldwide problem that affects water quality and other aquatic biota. Bacterial (non-cyanobacterial) communities can influence and interfere with the formation, maintenance and termination of such blooms via many biotic interactions. The bacterial communities associated with 3 bloom forming phytoplankton species, the Cyanobacteria Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii and the diatom Aulacoseira granulata, were assessed by the 454-Pyrosequencing of 16S rRNA gene amplicons (V3-V5 regions). The aims of this work were to verify if different bacterial communities would develop with different host species, or in different fractions (attached and free-living bacteria) and different growth phases (physiological state) of each phytoplankton species. Still using pyrosequencing data, the strength of phytoplankton-bacteria association was analyzed for M. aeruginosa and A. granulata by culturing the phytoplankton species with different bacterial inocula (and growth medium for the cyanobacteria). Furthermore, the effects of bacterial strains isolated from attached community of A. granulata and M. aeruginosa cultures were tested on the growth of the phytoplankton species. Significantly different bacterial communities developed: i) in response to physiological state and between fractions of the same phytoplankton culture, and ii) in response to the different host phytoplankton species, with major differences in the proportion of the OTUs between phytoplankton cultures rather than in the absence or presence of specific bacterial taxa. Differences between experiments significantly changed the BCC that developed associated with the same host species. However, some bacterial OTUs were found associated with the same phytoplankton species in different experiments, suggesting a tight association with the host species. Most of the strains either isolated from M. aeruginosa or from A. granulata affected negatively the growth of the diatom. However, the isolated strains had no effect on the cyanobacterial growth, suggesting the importance of bacterial community to the dominance of M. aeruginosa on Barra Bonita Reservoir, at least concerning to the competition with A. granulata. / A ocorrência de florações fitoplanctônicas é um problema mundial e que afeta a qualidade da água e a biota aquática. A comunidade bacteriana pode influenciar e interferir na formação, manutenção e término de tais florações por meio de diversas interações bióticas. Neste trabalho, por meio do sequenciamento massivo (pirossequenciamento) das regiões V3-V5 do gene RNAr 16S, foram caracterizadas as comunidades bacterianas associadas a 3 espécies fitoplanctônicas formadoras de blooms: as cianobactérias Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii e a diatomácea Aulacoseira granulata. Os objetivos do trabalho foram verificar se diferentes comunidades bacterianas desenvolvem-se com diferentes espécies hospedeiras ou em diferentes frações (aderidas e livres) e fases de crescimento (estados fisiológicos) de cada espécie fitoplanctônica. Ainda utilizando os dados de pirossequenciamento, a consistência dessas associações foi testada para M. aeruginosa e A. granulata por meio do cultivo de cada espécie fitoplanctônica com diferentes inóculos bacterianos (e meio de cultura para a cianobactéria). Além disso, os efeitos de bactérias aderidas isoladas de A. granulata e M. aeruginosa foram testados sobre o crescimento de ambas as espécies fitoplanctônicas. Comunidades bacterianas significativamente diferentes se desenvolveram: i) em resposta ao estado fisiológico e entre diferentes frações da mesma espécie fitoplanctônica, e ii) em resposta às diferentes espécies fitoplanctônicas hospedeiras, com maiores diferenças na proporção das UTOs (unidades taxonômicas operacionais) do que na presença/ausência de UTOs específicas. Diferenças entre experimentos (e inóculos bacterianos) alteraram significativamente a composição da comunidade bacteriana associada a uma mesma espécie fitoplanctônica. Algumas UTOs foram recorrentes nos diferentes experimentos, sugerindo uma associação mais consistente com a espécie hospedeira. A maioria das linhagens bacterianas isoladas de M. aeruginosa ou de A. granulata afetou negativamente o crescimento da diatomácea. No entanto, nenhuma linhagem ou mistura de linhagens apresentou efeito sobre a cianobactéria durante seu crescimento exponencial, sugerindo a importância da comunidade bacteriana para a dominância de M. aeruginosa no reservatório de Barra Bonita, ao menos em relação à competição com A. granulata.

Submitted by Bruno Giorno Eberhardt (bruno.giorno@agricultura.gov.br) on 2018-04-21T01:40:57Z No. of bitstreams: 1 TESE DOUTORADO - BRUNO GIORNO EBERHARDT.pdf: 3876871 bytes, checksum: 3c2c7eac21349ce401f54a1cb03fae4f (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Lucia Martins Frederico null (mlucia@fca.unesp.br) on 2018-04-23T12:55:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 eberhardt_bg_dr_botfca.pdf: 2911225 bytes, checksum: 9f9ad5ea743405838741796482e9ab66 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T12:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 eberhardt_bg_dr_botfca.pdf: 2911225 bytes, checksum: 9f9ad5ea743405838741796482e9ab66 (MD5) Previous issue date: 2018-03-01 / EBERHARDT, B.G. Avaliação de micro-organismos zoonóticos em filés de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus). Botucatu, 2018. 71p. Tese (Doutorado) – Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista. RESUMO Cinquenta filés de tilápia do Nilo (Oreochromis niloticus) obtidos em mercado de peixes no município de Ourinhos, Estado de São Paulo, foram analisados quanto à prevalência para Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda, Mycobacterium spp. e Cianobactérias. Amostras de músculo foram avaliadas por PCR para Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda e Mycobacterium spp., enquanto que as amostras para cianobactérias foram analisadas por PCR em Tempo Real (qPCR). Os resultados obtidos demonstraram ausência de Aeromonas hydrophila e Edwardsiella tarda nas amostras de filés. A prevalência para Mycobacterium spp. foi de 100% (50/50). Realização posterior de sequenciamento revelou Mycobacterium gordonae. Esta bactéria é considerada um colonizador comum, normalmente não patogênico, porém, há relatos de literatura que demonstram risco de infecção em indivíduos imunossuprimidos e até mesmo imunocompetentes. A taxa de prevalência para cianobactérias foi de 48% (24/50). As cianobactérias (algas azuis) produzem grande quantidade de metabólitos bioativos ou mesmo tóxicos, incluindo toxinas associadas a problemas ambientais e de saúde pública. Considerando a natureza e o papel das cianobactérias como patógenos emergentes, a elevada prevalência deste organismo em um alimento popular como o filé de tilápia do Nilo desperta preocupação, uma vez que os métodos tradicionais de inspeção são incapazes de detectar o patógeno, pelo fato de não provocar alterações macroscópicas nos produtos, bem como pelo potencial de toxicidade para humanos. Entretanto, estudos adicionais são necessários a fim de entender se estes compostos tóxicos estão presentes nos peixes e, caso estejam, se podem sofrer bioacumulação em níveis suficientes para afetar a saúde humana. Palavras-chave: Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda, Mycobacterium spp, Mycobacterium gordonae, cianobactéria, cianotoxina, tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, diagnóstico. / Fifty fillets of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) from a Ourinhos fish market, Sao Paulo State (Southeast Brazil) were analyzed for the prevalence of Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda, Mycobacterium spp. and cyanobacteria. Muscle samples were evaluated by PCR for Aeromonas hydrophila, Edwardsiella tarda and Mycobacterium spp. Samples for cyanobacteria were analyzed by real time PCR. Both Aeromonas hydrophila and Edwardsiella tarda were not present in fish samples. The prevalence of Mycobacterium spp. was 100% (50/50). Sequencing revealed Mycobacterium gordonae. This agent is usually a ubiquitous and commonly nonpathogenic colonizing organism, although many research publications have reported disease in immunocompromised or even in immunocompetent patients. Prevalence for cyanobacteria was 48% (24/50). Cyanobacteria (blue-green algae) produce a diversity of toxic or otherwise bioactive metabolites, including a number of toxins that have been associated with human and environmental health concerns. Considering the nature and role of cyanobacteria as a pathogen of emerging importance, the high prevalence of this organism in a popular food item such as Nile tilapia raises concern, since no macroscopic alterations can be detected through regular food inspection methods. However, further studies are necessary in order to understand whether these compounds are present in fish and, if so, if they could accumulate sufficiently to affect human health.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2012-01-12T22:00:37Z No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Rejected by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br), reason: on 2012-01-13T09:46:10Z (GMT) / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2012-01-13T19:39:39Z No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-01-18T19:39:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-01-18T19:39:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_AmandaVargasBatistaErmel.pdf: 2296258 bytes, checksum: f465c62502ad909f70ea5431e8fefee3 (MD5) / As florações de cianobactérias tóxicas são objeto de grande preocupação sanitária, pois a presença de toxinas na água coloca em risco a saúde da população. Os estudos indicam que o tratamento convencional é capaz de remover eficientemente as células de cianobactérias, mas são pouco eficientes na remoção das cianotoxinas, necessitando de técnicas complementares para remoção dessa fração dissolvida. Nesse contexto, atenção especial deve ser dada ao lodo acumulado nos decantadores durante o tratamento convencional, em função da ocorrência da lise celular. Dessa forma, o presente trabalho avaliou, em escala de bancada, a lise de células Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii ao longo do tempo de armazenamento do lodo sedimentado. Foram avaliadas também a liberação e degradação de microcistinas e saxitoxinas, quando utilizados diferentes valores de pH de coagulação, e diferentes dosagens de sulfato de alumínio e cloreto férrico. Os diagramas de coagulação com M. aeruginosa mostraram que as maiores eficiências de remoção na sedimentação ocorreram em valores de pH de coagulação entre 5,0 e 5,5. Durante o armazenamento do lodo, decaimento acentuado de células ocorreu até o 10° dia, para os dois valores de pH de coagulação estudados, 5,5 e 7,0. A concentração máxima de microcistinas dissolvidas ocorreu após cinco dias de armazenamento do lodo e a degradação se completou em torno de 10 dias, dependendo da dosagem de coagulante utilizada e do pH de coagulação. Experimentos com C. raciborskii mostraram eficiências de remoção insatisfatórias após coagulação, floculação e sedimentação, com os dois coagulantes avaliados. A concentração de saxitoxinas extracelulares variou ao longo do tempo conforme o pH de coagulação e o tipo e dosagem de coagulante utilizado, apresentando maior persistência com valor de pH de 5,0 e 5,5 e dosagem elevada de coagulante. Os resultados enfatizam a importância que deve ser dada ao manejo do lodo do decantador, pois considerando as práticas atuais de descarte de lodo, o risco de liberação de cianotoxinas para a água clarificada é elevado. Dessa forma, faz-se necessário estabelecer uma maior freqüência de remoção do lodo, diminuindo a concentração de microcistinas e/ou saxitoxinas na água clarificada. ________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Cyanobacteria toxic blooms are of concern since the presence of toxins in water poses a risk to human health. Studies indicate that conventional water treatment processes are able to remove cyanobacteria cells efficiently, but are inefficient in removing cyanotoxins, so that additional techniques are needed to remove this dissolved fraction. In this context, particular attention must be given to the accumulation of sludge in the sedimentation tanks sludge, during conventional treatment, because of cell lysis. Therefore, the present work evaluated, in bench scale using jar test, Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii cell breakdown during storage of the settled sludge. Microcystins and saxitoxins release and degradation have been evaluated using different coagulation pH values and different types and doses of coagulants. Coagulation diagrams with M. aeruginosa showed that the best removal efficiency occurred with coagulation pH values between 5,0 and 5,5. In the course of the sludge storage, a marked cells decay occurred until the 10th day for both pH values – 5,5, and 7,0. The highest concentration of dissolved microcystins occurred after five days of sludge storage, and the degradation was completed around 10 days, depending on the coagulant dose and pH value applied. Experiments with C. raciborskii showed poor removal efficiency after coagulation, flocculation and sedimentation, with both coagulants evaluated. Extracelular saxitoxins concentration varied with time according to the pH value and type and dose of coagulant applied. The persistence of these toxins was higher with the lower pH values and higher doses of coagulant. The results obtained in this work emphasize the attention that must be given to the proper manage of the sedimentation tank sludge. Considering the actual practices of sludge discharge, the risk of cyanotoxin release to the clarified water is high. Therefore, it is crucial to establish a higher frequency of sludge discharge, so that microcystins and saxitoxins concentration in the supernatant will be reduced.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2018-10-23T13:26:36Z No. of bitstreams: 1 PDF - Daniely de Lucena Silva.pdf: 19787731 bytes, checksum: 4876e7607977a002cf59f1f8d2f5d9a8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-23T13:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Daniely de Lucena Silva.pdf: 19787731 bytes, checksum: 4876e7607977a002cf59f1f8d2f5d9a8 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The Flock & Lock technique was indicated as one of the best alternatives for the recovery of eutrophicated lakes and reservoirs. This is a series of applications of flocculants (Flock) and clays (Lock) to flocculate / sediment and inactive, respectively, the phosphorus of the water column. The present study evaluated the efficiency of aluminum sulphate (SUL), alkali polychloride (PAC) and chitosan (QUI) flocculants, isolated and combined with natutal (BEN) and lanthanum modified bentonite (BML) eutrophic dust from the Brazilian semiarid, as well as the beneficial effects on cyanobacteria density and the intra and extracellular forms of cyanotoxins. Bench scale tests using water samples from the Argemiro Figueiredo reservoir, located in the municipality of Itatuba, Paraíba, Brazil. These tests were conducted in glass beakers containing 200 mL of water from the reservoir, samples being collected at the top and bottom of the beakers. Cyanobacteria density was determined by inverted microscope and the intra and extracellular concentrations of the cyanotoxins microcystin, saxitoxin and cylindrospermopsin by the Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA) method. Analysis of one-way variance (ANOVA one-way) was performed to verify significant differences between treatments. It was observed that the SUL and PAC flocculants efficiently reduced the PT, PSR, turbidity, chlorophyll-a, cyanobacteria density and intracellular microcystin efficiency, whereas the chitosan showed low removal power of the evaluated parameters. The BML showed to be more efficient than the BEN, however, the application of these clays combined with the flocculants was not strictly necessary in the success of the Flock & Lock technique, since the SUL and PAC alone proved to be sufficient in the significant removal of the parameters studied. The efficiency of flocculants in the removal of cyanobacteria cells varied between species. Small-sized species such as A. delicatissima, M. glauca and M. tenuissima were effectively removed regardless of treatment, including those with QUI and BEN, while filamentous cyanobacteria C. raciborskii, G. amphibium, P. agardhii and P. Catenata were removed only with the application of PAC, SUL and BML isolated and combined. The intracellular concentrations of saxitoxin and cylindrospermopsin and the extracellular fraction of these cyanotoxins and microcystin were not influenced by the application of flocculants and clays. These results show that cyanotoxin types differ in the response to these compounds and that the successful application of the Flock & Lock technique in the recovery of eutrophic lakes and reservoirs can be compromised in bodies of water with high concentration of dissolved toxins. / A técnica Flock & Lock tem sido indicada como uma das melhores alternativas na recuperação de lagos e reservatórios eutrofizados. Essa técnica consiste na aplicação de floculantes (Flock) e argilas (Lock) para flocular/sedimentar e inativar, respectivamente, o fósforo da coluna d‟água. O objetivo do presente estudo foi avaliar a eficiência dos floculantes sulfato de alumínio (SUL), policloreto de alimínio (PAC) e quitosana (QUI), isolados e combinados com argilas betonita natutal (BEN) e bentonita modificada com lantânio (BML), na remoção do P em águas eutrofizadas do semiárido brasileiro, bem como verificar os efeitos desses compostos sobre a densidade das cianobactérias e as concentrações intra e extracelular das cianotoxinas. Ensaios em escala de bancada foram realizados utilizando amostras da água do reservatório Argemiro Figueiredo, localizado no município de Itatuba, Paraíba, Brasil. Esses ensaios foram conduzidos em provetas de vidro contendo 200 mL da água do reservatório, sendo coletadas amostras no topo e fundo das provetas. A densidade das cianobactérias foi determinada em microscópio invertido e as concentrações de intra e extracelular das cianotoxinas microcistina, saxitoxina e cilindrospermopsina pelo método Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay (ELISA). A análise de variância um fator (ANOVA um fator) foi realizada para verificar as diferenças significativas entre os tratamentos. Foi observado que os floculantes SUL e PAC reduziram eficientemente da coluna d‟água o PT, PSR, turbidez, clorofila-a, densidade das cianobactérias e microcistina intracelular, enquanto a quitosana mostrou baixo poder de remoção dos parâmetros avaliados. A BML mostrou ter maior eficiência que a BEN, no entanto, a aplicação dessas argilas combinadas com os floculantes mostrou não ser estritamente necessária no sucesso da técnica Flock & Lock, uma vez que o SUL e PAC sozinhos mostraram ser suficientes na remoção significativa dos parâmetros estudados. A eficiência dos floculantes na remoção das células das cianobactérias variou entre as espécies. As espécies de pequeno tamanho como A. delicatissima, M. glauca e M. tenuissima foram eficazmente removidas independente do tratamento, incluindo aqueles com a QUI e a BEN, enquanto as cianobactérias filamentosas C. raciborskii, G. amphibium, P. agardhii e P. catenata foram removidas apenas com a aplicação do PAC, SUL e BML isolados e combinados. As concentrações intracelulares da saxitoxina e cilindrospermopsina e a fração extracelular dessas cianotoxinas e da microcistina não foram influenciadas pela aplicação dos floculantes e argilas. Esses resultados mostram que os tipos de cianotoxinas diferem na resposta a esses compostos e que o sucesso da aplicação da técnica Flock & Lock na recuperação de lagos e reservatórios eutrofizados pode ser comprometida em corpos d‟água com alta concentração de toxinas dissolvidas.