Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-16T11:36:08Z No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-17T16:13:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T16:13:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nataliapessoanoyma.pdf: 32043950 bytes, checksum: f1c1fcaefa614364d76088b2cf89445e (MD5) Previous issue date: 2009-06-29 / A radiação solar é essencial para a vida na Terra, fornecendo energia para a fotossíntese e calor. Do total da radiação que tinge o planeta, 9% é representada pela a radiação ultravioleta (UV). Estudos com grupos de cianobactérias mostram efeitos negativos de radiação UV em processos fisiológicos, como crescimento e sobrevivência e alterações de enzimas relacionadas ao metabolismo de nitrogênio e fixação de CO2. Cylindrospermopsis raciborskii é uma cianobactéria filamentosa fixadora de nitrogênio que vem se tornando uma das espécies de cianobactérias de maior interesse de pesquisadores devido a sua potencial toxicidade e sua elevada adaptabilidade ecofisiológica. Neste trabalho, investigou-se o efeito da radiação UV A, UV-B e UV (A+B) na densidade, viabilidade celular e ocorrência de alterações morfológicas por microscopia eletrônica de transmissão. Foram usadas intensidades naturais sobre a cepa de C. racirborskii no período de 6 horas de tratamento. Os tratamentos UV-A e UV (A+B) apresentaram efeitos negativos significativos na densidade e integridade de membrana (99,3 e 95% de células mortas, respectivamente), enquanto UV-B não apresentou diferença significativa na densidade, mas induziu alteração de integridade da membrana em 57% das células no final do tratamento. Análises ultraestruturais demonstraram modificações morfológicas em todos os tratamentos caracterizadas principalmente por redução da proporção de tilacóides e estruturas de armazenamento de pigmentos acessórios. Nossos resultados demonstram a indução de morte celular significativa em cepa de C. racirborskii pelos tratamentos UV-A e UV (A+B). Entretanto, o tratamento UV-B parece ser menos letal para esta cepa na intensidade usada. O entendimento de processos de morte celular em populações fitoplactônicas induzida por radiação UV (A+B) abre novas perspectivas sobre a influência deste tipo de radiação em ecossistemas aquáticos e suas conseqüências na persistência de espécies, fluxo energético e ciclos biogeoquímicos. / Solar radiation is essential for life on Earth, providing energy for photosynthesis and heat. The total radiation that reaches the Earth surface, 9% is represented by the ultraviolet radiation (UV). Studies with cyanobacterial groups show negative effects of UV radiation on physiological processes such as growth, survival and enzymes of nitrogen metabolism and CO2 fixation. Cylindrospermopsis raciborskii is a filamentous nitrogen fixing cyanobacteria that has become one of the species of cyanobacteria of interest to researchers because of its potential toxicity and its high ecophysiological adaptability. In this work, we investigated the effect of UV-A, UV-B and UV (A + B) on the density, cell viability and occurrence of morphological changes by transmission electron microscopy. Natural intensities were used on strain of C. racirborskii in a period of 6 hours of treatment. The treatments UV-A and UV had significant negative effects on the density and integrity of membrane (99.3 and 95% of dead cells, respectively), while UV-B showed no significant difference in density, but induced alteration of membrane integrity in 57% of the cells at the end of treatment. Ultrastructural analysis showed morphological changes in all treatments characterized mainly by reducing the proportion of thylakoid structures and pigments accessories storage. Our results demonstrate the induction of cell death in strains of C. racirborskii treatments by UV-A and UV. However, the UV-B treatment seems to be less lethal to this strain in the intensity used. The understanding of processes of cell death in phytoplanktoic populations induced by UV radiation opens new perspectives on the influence of such radiation on aquatic ecosystems and its consequences on the persistence of species, energy flow and biogeochemical cycles.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-15T18:16:10Z No. of bitstreams: 1 marcelaaparecidacamposnevesmiranda.pdf: 2269537 bytes, checksum: 9bf86ff2517e2014e98028114505af4e (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T14:58:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marcelaaparecidacamposnevesmiranda.pdf: 2269537 bytes, checksum: 9bf86ff2517e2014e98028114505af4e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T14:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcelaaparecidacamposnevesmiranda.pdf: 2269537 bytes, checksum: 9bf86ff2517e2014e98028114505af4e (MD5) Previous issue date: 2011-04-12 / Alterações no padrão de distribuição de luz em ambientes aquáticos podem afetar as características fisiológicas das cianobactérias, e com isso, influenciar na ocorrência de suas florações. Microcystis e Cylindrospermopsis estão entre os gêneros mais comuns formadores de florações em sistemas brasileiros. Conhecer e entender os requerimentos por luz e seu efeito no crescimento dessas duas cianobactérias é de fundamental importância para a compreensão e manejo de florações em ambientes aquáticos continentais. Este trabalho buscou avaliar o efeito de diferentes intensidades luminosas (25, 50, 300, 600 μmol de fótons m-2 s-1) na ecofisiologia de M.aeruginosa (cepa MIRF-01) e de C. raciborskii (cepa CYRF-01) e a interação entre uma cepa de M. aeruginosa (MIRF-01) com duas cepas de C. raciborskii (CYRF-01 e T3) em duas intensidades luminosas (50 e 500 μmol de fótons m-2 s-1). Para avaliar a ecofisiologia as células das duas espécies foram previamente aclimatadas por três gerações as intensidades luminosas utilizadas e os parâmetros avaliados foram turbidez, densidade do fluxo de fótons, densidade celular, pigmentos totais, atividade fotossintética e a morfologia das duas espécies. A interação entre as espécies foi verificada através da taxa de crescimento. O aumento na densidade celular ao longo do tempo promoveu aumento da turbidez e reduziu a disponibilidade da intensidade luminosa por volta de 50% em todos os tratamentos, devido ao auto-sombreamento. MIRF apresentou taxa de crescimento maior do que CYRF (0,38 ± 0,015 e 0,29 ± 0,019 respectivamente) em todos os tratamentos. Em ambas as cepas houve um aumento na concentração de pigmentos ao longo do tempo e uma diminuição com o aumento da intensidade luminosa. O aumento na relação carotenóide/clorofila, nas culturas de CYRF cultivadas em alta intensidade luminosa (CYRF-300 e CYRF-600), justifica a mudança na coloração de “verde” viii para “verde-amarelada” das culturas de C. raciborskii. As duas espécies apresentaram taxa de transferência de elétrons semelhantes entre os tratamentos, não sendo verificados mecanismos de dissipação de energia. Em relação a morfologia MIRF apresentou agregação celular em baixas intensidade luminosas (25 e 50 μmol de fótons m-2 s-1) e CYRF apresentaram alterações nos tricomas cultivados as altas intensidade luminosas (300 e 600 μmol de fótons m-2 s-1), levemente curvados com diferenciação nas extremidades e filamentos bifurcados. A interação entre M.aeruginosa e C. raciborskii foi evidente para as cepas coexistentes MIRF e CYRF. Em baixa intensidade luminosa (50 μmol de fótons m-2 s-1), CYRF apresentou menor taxa de crescimento quando na presença de MIRF; em alta intensidade luminosa (500 μmol de fótons m-2 s-1) MIRF apresentou maiores taxas de crescimento quando na presença de CYRF do que quando em monocultura. M.aeruginosa e C. raciborskii quando aclimatadas não apresentaram diferenças em relação à ecofisiologia nas diferentes intensidades luminosas utilizadas. E a interação entre cepas coexistentes pode refletir no crescimento das espécies com a alteração da intensidade luminosa. / Changes in the distribution pattern of light in aquatic environments can affect the physiological characteristics of cyanobacteria and, thus, influence on the occurrence of blooms. Cylindrospermopsis and Microcystis are among the most common bloomforming genera in Brazilian systems. Knowing and understanding the requirements for light and its effect on the growth of these two cyanobacteria are important for the understanding and management of algal blooms in freshwater ecosystems. This study evaluated (1) the effect of different light intensities (25, 50, 300, 600, μmol photons m-2 s-1) on growth, physiology and morphology of the species M. aeruginosa (strain MIRF) and C. raciborskii (strain CYRF) and; (2) the interaction between one strain of M.aeruginosa (MIRF-01) with two strains of C. raciborskii (CYRF-01 and T3) at two light intensities (50 and 500 μmol photons m-2 s-1). Both strains were previously acclimated. Cell density, total pigments, turbidity, density of photon flux, photosynthetic activity and morphology of the two species were analized. The interaction between two species was verified by changes in growth rates. The increase in cell density over time promoted increase in turbidity and reduced the availability of light intensity by about 50% in all treatments, due to self-shading. MIRF showed higher growth rate than CYRF (0.38 ± 0.29 ± 0.015 and 0.019 respectively) in all treatments. There was no difference in the growth rates between treatments for MIRF and CYRF in different light intensities. In both strains, there was an increase in pigment concentration over time and decrease with increasing irradiance. The increase in the ratio carotenoid/chlorophyll-a in cultures grown in high irradiance CYRF (CYRF-300 and CYRF-600) explains the change in color from green to green-yellow of cultures of C. raciborskii. The rapid light curves were similar among treatments, and was not verified x down regulation mechanisms. It was also noted that while MIRF showed cell aggregation at low light intensities (25 and 50 mmol photons.m-2.s-1), CYRF showed morphological changes in the trichomes at high light intensities (300 and 600 μmol photons.m-2.s-1), slightly curved filaments and bifurcate at the ends. The interaction between M.aeruginoa and C.raciborskii was evident for coexisting MIRF and CYRF strains. In low light intensity (50 μmol photons.m-2.s-1), CYRF showed a lower growth rate in the presence of MIRF. In high light-intensity (500 μmol photons.m-2.s-1) MIRF growth rates were higher in the presence of CYRF than in monoculture. When M.aeruginosa and C.raciborskii are acclimated there is no ecophysiology difference in different light intensities. The interaction between coexisting strains may reflect the growth of species in different light intensity.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-07-20T14:13:23Z No. of bitstreams: 1 marianamendesemello.pdf: 1655122 bytes, checksum: 20f07a833562e4111886f134f6b2d724 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-22T15:20:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marianamendesemello.pdf: 1655122 bytes, checksum: 20f07a833562e4111886f134f6b2d724 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-22T15:20:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marianamendesemello.pdf: 1655122 bytes, checksum: 20f07a833562e4111886f134f6b2d724 (MD5) Previous issue date: 2011-02-15 / Cianobactérias vêm sendo apontadas como um dos maiores problemas ambientais relacionados à água doce. Esses micro-organismos formadores de florações e potencialmente tóxicos estão relacionados à perda da qualidade da água e até a problemas de saúde em seres humanos. Alta afinidade por nitrogênio, estratégias para estocagem de fósforo e a capacidade de ajustarem sua posição na coluna d’água são algumas vantagens competitivas das cianobactérias sobre outros componentes do fitoplâncton. Mais recentemente, a ocorrência de processos de comunicação química, como alelopatia e quorum sensing, vêm sendo apontados como vantagens competitivas alternativas das cianobactérias. Desta forma, os objetivos do presente trabalho foram: (1) verificar se as espécies Cylindrospermopsis raciborskii e Microcystis aeruginosa interagem quimicamente e se situações de estresse por competição e luz influenciam nessa interação; (2) verificar como a competição entre C. raciborskii e M. aeruginosa pode alterar a morfologia de M. aeruginosa, através da formação de colônias, além de avaliar o papel da co-evolução neste processo. Para tal, experimentos em laboratório foram executados adicionando-se exudatos de culturas de C. raciborskii e M. aeruginosa, sob diferentes condições, em ambas as espécies como alvo. Os resultados apontaram que as cepas de C. raciborskii (CYRF) e M. aeruginosa (MIRF) provenientes do Reservatório do Funil (RJ) apresentaram um maior número de respostas às interações químicas do que cepas provenientes de outros locais. CYRF em estresse por competição produziu possíveis aleloquímicos capazes de inibir o crescimento de MIRF, enquanto MIRF quando cultivada sob estresse por luz (25 μmol fótons m-2s-1) produziu aleloquímicos capazes de inibir o crescimento de CYRF. Ambas as cepas também demonstraram a habilidade de se comunicarem por quorum sensing. Essa comunicação em CYRF induziu a inibição do seu próprio crescimento, enquanto que em MIRF induziu a formação de colônias. Quando a formação de colônia em M. aeruginosa foi testada, foi observado uma possível produção de moléculas para a formação de colônias em MIRF engatilhada pela competição com diferentes cepas de C. raciborskii, e não somente com CYRF. Os resultados apontaram também que, dentre dez cepas de M. aeruginosa testadas, somente MIRF foi capaz de formar colônias quando em contato com o exudato da competição entre CYRF e MIRF. Desta forma, o sinal para formação de colônia foi apontado como cepa-dependente, indicando a importância do papel da co-evolução nas interações químicas entre cianobactérias. Os resultados encontrados sugerem que interações químicas intra e interespecíficas podem desempenhar importante papel, ainda que pouco explorado, na dominância e substituição de espécies de cianobactérias. / Cyanobacteria have been pointed as one of the main problems in freshwater systems. These blooming microorganisms are potentially toxic and their occurrence have been directly related to the lost of water quality and human health problems. High nitrogen affinity, strategies to storage phosphorus and the ability to adjust their position in the water column are some competitive advantages of cyanobacteria over other phytoplankton components. Recently, mechanisms of chemical communication, such as allelopathy and quorum sensing, have been indicated as an alternative advantage of cyanobacteria. The aim of this study was: 1. to evaluate if Cylindrospermopsis raciborskii and Microcystis aeruginosa can interact chemically, and if stressed conditions caused by competition and light can interfere in this relationship; 2. to evaluate how the competition between C. raciborskii and M. aeruginosa can induce morphological variation (colony formation) in M. aeruginosa and how the role of coevaluation. Laboratory experiments were performed and exudates from C. raciborskii and M. aeruginosa, cultivated in different conditions, were added to the same species as target. The results revealed that the strains of C. raciborskii (CYRF) and M. aeruginosa (MIRF), isolated from Funil Reservoir (RJ), showed more responses to chemical interactions than the strains from different places. When CYRF was grown in regular light (100 μmol quanta m-2s-1) and stressed by competition, this strain produced allelochemicals that inhibited the growth of MIRF, while MIRF cultivated in light stress (25 μmol quanta m-2s-1) produced allelochemicals that inhibited the growth of CYRF. It was also observed that both strains have the ability to communicate by quorum sensing. This communication induced growth self-inhibition in CYRF, while it induced colony formation in MIRF. When colony formation was evaluated, the production of inducible molecules to colony formation in MIRF was triggered by the competition with different strains of C. raciborskii, and not only by the competition with CYRF. The results also showed that, among ten strains of M. aeruginosa, only MIRF was able to form colonies when in contact with exudates from competition between CYRF and MIRF. The colony formation signal was pointed as strain-dependent, highlighting the importance of the co-evolution in chemical interactions among cyanobacteria. These results suggest that chemical interactions among species can play an important role, still unexplored, in the dominance and successional pattern of species.

Submitted by Alberto Vieira (martins_vieira@ibest.com.br) on 2018-01-18T20:33:00Z No. of bitstreams: 1 556198.pdf: 6481321 bytes, checksum: 07872163847cb13e2bf760b4fefa58ee (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-18T20:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 556198.pdf: 6481321 bytes, checksum: 07872163847cb13e2bf760b4fefa58ee (MD5) Previous issue date: 2001-07 / CAPES / Em 1996, a mortalidade maciça de pacientes durante tratamento de hemodiálise com água proveniente do Reservatório Tabocas, Caruaru - PE, foi atribuída à ação de cianotoxinas. Após o evento, um detalhado programa de monitoramento limnológico e ecotoxicológico foi implantado, incluindo estudos ecológicos do fitoplâncton. Considerando que cianofíceas são as algas dominantes no Reservatório Tabocas e a relevância que assumem para a saúde pública, o presente estudo teve como objetivo reconhecer os padrões espaciais e temporais de populações de cianofíceas, especialmente Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenayya & SubbaRaju, bem como investigar os fatores que regulam sua dominância. Fitoplâncton e variáveis abióticas da água foram analisados a partir de amostras sub-superficiais, coletadas quinzenalmente em três estações do reservatório, no período de novembro de 1997 a outubro de 1998. Um perfil vertical foi amostrado somente na estação junto à barragem. Com base na composição e biomassa do fitoplâncton, foram reconhecidos três períodos: período I, com biomassas menores e dominância de C. raciborskii; período II, com biomassas semelhantes ao período I, mas co-dominância de C. raciborskii e Cyanodictyon imperfectum Cronberg & Weibull; período III - de biomassas mais elevadas e dominância de C. raciborskii. Biomassa total relacionou-se inversamente ao nível do reservatório e à luz. Nossos dados suportam que dominância de C. raciborskii foi favorecida por altas temperaturas, elevado pH, baixas intensidades luminosas e teores de fósforo relativamente baixos. A constância ambiental definida pela seca do semi-árido de Pernambuco foi fator decisivo para a prolongada dominância de cianofíceas no Reservatório Tabocas. De acordo com a abordagem fitossociológica originalmente desenvolvida para a vegetação terrestre e recentemente aplicada ao fitoplâncton, grupos de espécies podem ser eficientes descritores do meio onde vivem. As associações de algas mais representativas no Reservatório Tabocas foram S e Sn, ambas marcadas por sua habilidade para se desenvolverem em baixos teores de fósforo e em baixas intensidades luminosas. / ln 1996, during haemodialysis procedure using water from Tabocas reservoir in Caruaru, Pernambuco, a massive human intoxication associated with cyanotoxins was registered. After that, a detailed monitoring program was established, including phytoplankton ecology studies. Since cyanophytes were the dominant algal group and considering their potential relevance to public health, the goals of this study were to recognise temporal and spatial patterns of distribution of these populations, mainly Cylindrospermopsis raciborskii (Woloszynska) Seenaya & Subba-Raju , and to understand the main regulating factors of its dominance. Phytoplankton and abiotic variables of water were sampled during November 1997 to October 1998, at subsurface, biweekly in three sampling stations. A vertical profile was analysed only in the station near to the dam. Considering phytoplankton composition and biomass, three periods were recognised: period I, with lower biomass and C. raciborskii dominance; period II, with similar biomass to period 1, but co-dominance of C. raciborskii and Cyanodictyon imperfectum Cronberg & Weibull; period III, with the highest biomass and dominance of C. raciborskii. Total biomass was inversely related to reservoir level and to the light. Our data support that C. raciborskii dominance was favoured by high temperature, high pH, low light and low inorganic dissolved phosphorus concentrations. Environmental constancy, defined by the persistent and strong drought, was a decisive factor to promote the long-standing cyanophytes dominance in Tabocas reservoir. According to the phytossociological approach originally developed to terrestrial vegetation and recently applied to phytoplankton, groups of species can be efficient descriptors of the environment where they live. The most representative algal assemblages in Tabocas Resevoir was S and Sn, both fitted to growth in low phosphorus concentrations and low light.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-07-04T14:44:51Z No. of bitstreams: 1 Silvana Nascimento Dias.pdf: 373686 bytes, checksum: 1c793719a2a13c176eacc86d53d32a54 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-04T14:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silvana Nascimento Dias.pdf: 373686 bytes, checksum: 1c793719a2a13c176eacc86d53d32a54 (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The aim of the present study was to analyze the phytoplankton in the Arcoverde-PE reservoir, during the nictemeral cycle in two distinct seasonal periods. Collections were made at two depths during the rainy and dry periods in 2007. The phytoplankton was identified and the density determinated. Concomitantly, analyses were carried out for the characterization of the system. In the rainy season, water was oxygenated, neutral pH, turbid and warmer, and in the dry season, the water ranged to oxygenated to anoxic, alkaline pH and turbity at surface. In both seasons, there was limited nitrogen and high concentrations of phosphorus. Thirtyeight infraspecific taxa were identified. Chlorophyta and Cyanophyta had the greatest number of species. Cyanophyta generally had higher densities in both seasons, at both depths and at different hours. It was observed a perennial bloom of Cylindrospermospis raciborskii. There was significant variations among hours and depths for abiotic variables in both season and it was observed significant differences for densities of phytoplankton for seasonal analysis. This indicates that environmental changes in the concentration of nutrients, pH and turbidity of the water are factors that facilitate the occurrence of Cyanophyta. / O objetivo do presente trabalho foi analisar o fitoplâncton no reservatório Arcoverde-PE, durante ciclo nictemeral em dois períodos sazonais distintos. As coletas foram feitas em duas profundidades durante os períodos chuvoso e de estiagem de 2007. O fitoplâncton foi identificado e a densidade determinada. Concomitantemente, foram feitas análises para caracterização do sistema. No período chuvoso, a água apresentou-se oxigenada com pH neutro, túrbida e quente, e no de estiagem, a água variou de oxigenada a anoxia, com pH alcalino e túrbida na superfície. Nos dois períodos sazonais, foi verificada limitação de nitrogênio e elevadas concentrações de fósforo. Foram identificados 38 táxons infraespecíficos. Chlorophyta e Cyanophyta apresentaram maior número de espécies. Cyanophyta apresentou geralmente densidades mais elevadas nos dois períodos sazonais, profundidades e horários. Foi registrada floração perene de Cylindrospermopsis raciborskii no reservatório Arcoverde. Foram observadas variações significativas entre as horas e profundidades para as variáveis abióticas em ambos períodos. Foram observadas diferenças significantes para a densidade do fitoplâncton na análise sazonal, indicando que as mudanças ambientais nas concentrações de nutrientes, pH e turbidez da água são fatores facilitadores para a ocorrência de Cyanophyta.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-05-25T16:49:25Z No. of bitstreams: 1 raphaelamoreiraferreira.pdf: 591822 bytes, checksum: ada6d23a894a6ca1835f8b88fcef5bc9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-26T11:54:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 raphaelamoreiraferreira.pdf: 591822 bytes, checksum: ada6d23a894a6ca1835f8b88fcef5bc9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-26T11:54:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 raphaelamoreiraferreira.pdf: 591822 bytes, checksum: ada6d23a894a6ca1835f8b88fcef5bc9 (MD5) Previous issue date: 2007-10-11 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Cylindrospermopsis raciborskii é uma cianobactéria filamentosa fixadora de nitrogênio que tem se tornado alvo de diversos estudos devido a sua toxicidade potencial e sua elevada adaptabilidade ecofisiológica. Seu sucesso adaptativo é atribuído, dentre outras coisas, a sua tolerância à baixa disponibilidade de luz e sua elevada afinidade por fósforo, além da capacidade de estocar esse nutriente. Devido a recente ocorrência de florações de C. raciborskii em todo o mundo, faz-se necessário estudar a ecologia e fisiologia dessa espécie visando o controle das florações. O presente trabalho buscou avaliar os efeitos da limitação de fósforo nas taxas de produtividade e eficiência fotossintética, na morfologia e no crescimento de populações tóxicas e não tóxicas de C. raciborskii. As cepas utilizadas apresentaram baixa eficiência fotossintética, sendo esta ainda menor após período de limitação de fósforo, o que foi atribuído ao baixo conteúdo de clorofila a. No entanto, a produtividade específica foi elevada, mesmo após a limitação por fósforo. Tal fato é certamente essencial para o desencadeamento de florações. A limitação de fósforo imposta as cepas provocou diminuição na relação superfície:volume das células, crescimento lento, aparecimento de heterocitos e acinetos e aparecimento de filamentos com células de diferentes tamanhos evidenciando a importância desse nutriente na determinação da morfologia de C. raciborskii. As alterações morfológicas relacionadas à diminuição do tamanho celular também estão relacionadas à baixa eficiência fotossintética devida a alterações na arquitetura celular. Os resultados encontrados sugerem cautela na identificação exclusivamente morfológica da espécie bem como demonstram que a interrupção do aporte de fósforo em ecossistemas aquáticos sujeitos a florações de C. raciborskii, enquanto medida isolada, não é suficiente para prevenir a ocorrência desses eventos. / Cylindrospermopsis raciborskii is a filamentous cyanobacteria able to fix N2 and has been object of many studies because of its potential toxicity and wide ecophysiologic adaptability. Its success is ascribed to, among other things, its shade adaptability, high affinity for phosphorus besides being able to store this nutrient. Since there has been many recent blooms of C. raciborskii around the world it become indispensable to know the ecology and physiology of these species. These work intent to evaluate the effects of phosphorus limitation on photosynthetic efficiency, morphology and growth of C. raciborskii. The species showed a low photosynthetic efficiency (α) under natural conditions and an even lower α after P limitation, which were attributed to its low chlorophyll a content. However, C. raciborskii had a high photosynthetic capacity (Pmb), before and after P limitation period. These ability is essential for the development of blooms. P limitation also reduced the growth and induced extreme morphological changes, such as: low surface:volume ratio, formation of akinetes, trichomes with different cell sizes proving the relevance of these nutrient on morphology of the species. These morphological changes had also influenced the low α found in these work. Our results suggest prudence on the taxonomic identification of C. raciborskii based on morphological characteristics and they demonstrate that the discontinuity on P load to aquatic ecosystems subject to C. raciborskii blooms does not assure that the blooms will not happen.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2015-12-08T00:14:00Z No. of bitstreams: 1 LaissaMacedoTorres_DISSERT.pdf: 1199182 bytes, checksum: 8e8e139999c522ac6a56c6e99656daaa (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2015-12-10T22:51:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 LaissaMacedoTorres_DISSERT.pdf: 1199182 bytes, checksum: 8e8e139999c522ac6a56c6e99656daaa (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-10T22:51:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LaissaMacedoTorres_DISSERT.pdf: 1199182 bytes, checksum: 8e8e139999c522ac6a56c6e99656daaa (MD5) Previous issue date: 2014-07-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Reservat?rios s?o os principais recursos de ?gua superficial no semi?rido do Brasil. A grande maioria destas reservas de ?gua est? comprometida pela eutrofiza??o. A seca severa ocorrida em 2012 contribuiu para perdas consider?veis no volume de ?gua, influ?nciando a disponiblidade de recursos (nutriente e luz) para o fitopl?ncton. O objetivo do trabalho foi verificar o efeito da seca na din?mica de grupos funcionais fitoplanct?nicos e verificar os fatores direcionadores de cada grupo. O efeito da seca favoreceu a homogeneidade de vari?vies bi?ticas e abi?ticas nos reservat?rios, principalmente pela falta de fluxo dos rios intermitentes. Os grupos funcionais de cianobact?rias formadoras de flora??es (S1, M e SN) dominaram ao longo do ano de 2012, nos tr?s reservat?rios estudados (Dourado, Gargalheiras e Passagem das Tra?ras). Os grupos estiveram relacionados ? altas concentra??es de s?lidos vol?teis, f?sforo total (PT) e am?nia (NH3), al?m de dominar tanto em ambientes rasos como em ambientes mais profundos. Cylindrospermopsis raciborskii (grupo SN) foi a esp?cie mais representativa nos tr?s reservat?rios, apresentando as maiores biomassas. O grupo M (Sphaerocavum brasiliense), ao contr?rio do descrito na literatura, registrou seu melhor desempenho em ambientes rasos, com mistura da coluna d??gua. A abordagem dos grupos funcionais de Reynolds et al. (2002) representou uma ferramenta importante na descri??o dos sistemas eutr?ficos do semi?rido, mas n?o refletiu uma resposta clara dos fatores direcionadores de cada grupo. Devido ? longa domin?ncia de cianobact?rias nos reservat?rios do semi?rido, sugerimos que a abordagem de grupos taxon?micos indica mais claramente quais caracter?sticas ambientais contribuem para o melhor desemprenho desse grupo. Ambientes ricos em nutrientes, alto tempo de reten??o da ?gua, alta disponibilidade de luz durante quase todo o ano e estabilidade na coluna d??gua por falta de fluxo s?o caracter?sticas dos reservat?rios do semi?rido que favorecem a domin?ncia dos grupos de cianobact?rias formadoras de flora??es. Sendo assim, nossos resultados mostram que os reservat?rios do semi?rido s?o vulner?veis ? domin?ncia de cianobact?rias formadoras de flora??es, especialmente em per?odos de eventos extremos, como seca severa, refletindo na perda da qualidade de ?gua nos mananciais da regi?o. / Reservoirs are the main sources of surface water in Brazil?s semiarid region. The majority of these water supplies, however, are compromised by eutrophication. A severe drought in 2012 contributed to significant losses in water volume, influencing the availability of resources (nutrients and light) for phytoplankton. The aim of this study is to understand the dynamics of the functional groups of phytoplankton and the factors that affect them during a severe drought in the semiarid reservoirs of the northeast. We therefore studied the Dourado, Gargalheiras and Passagem das Tra?ras reservoirs in Rio Grande do Norte from January 2012 to January 2013. The effect of drought favoured homogeneity within the reservoir, in relation to biotic and abiotic variables, notably the absence of water supply given the lack of flow from its tributaries (intermittent river). The phytoplankton functional groups of bloomforming cyanobacteria (SN, S1 and M) dominated throughout the year 2012, in both the shallow and deep areas of the three reservoirs studied. The groups were related to high concentrations of volatile solids, total phosphorus and ammonia, and high turbidity. Cylindrospermopsis raciborskii (SN group) was the species with the greatest biomass in the three reservoirs. M group (Sphaerocavum brasiliense) performed better in shallow waters with more available phosphorus. Our data showed that high concentrations of nutrients and low availability of light, besides the stability of the water column due to lack of flow and the system?s high residence time, favoured the dominance of bloom-forming cyanobacteria groups, especially those tolerant to shadow

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2016-07-06T20:31:23Z No. of bitstreams: 1 FabianaOliveiraDeAraujoSilva_TESE.pdf: 783632 bytes, checksum: d5a28b9c131a2a8187ccb70b95821d14 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2016-07-08T17:34:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 FabianaOliveiraDeAraujoSilva_TESE.pdf: 783632 bytes, checksum: d5a28b9c131a2a8187ccb70b95821d14 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-08T17:34:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabianaOliveiraDeAraujoSilva_TESE.pdf: 783632 bytes, checksum: d5a28b9c131a2a8187ccb70b95821d14 (MD5) Previous issue date: 2015-02-03 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / A eutrofiza??o ? a causa mais comum de deteriora??o da qualidade da ?gua no mundo. Este processo se d? pela entrada excessiva de nutrientes, nitrog?nio e f?sforo, nos corpos aqu?ticos causando flora??es de algas e cianobact?rias. Em lagos rasos esses efeitos s?o mais complicados devido a uma maior intera??o do corpo aqu?tico com o entorno, com o ar e o sedimento. Existem v?rias t?cnicas de restaura??o de lagos eutrofizados, com uma vasta gama de resultados bem sucedidos, mas no Brasil h? apenas um ?nico caso de restaura??o bem sucedida: o lago Parano? em Bras?lia. A regi?o semi?rida brasileira possui milhares de lagos artificiais, regionalmente chamados de a?udes, em sua maioria rasos e eutr?ficos. A eutrofiza??o desses corpos aqu?ticos ? documentada e o fitopl?ncton desses ambientes ? frequentemente dominado por cianobact?rias potencialmente t?xicas. O principal objetivo desta tese de doutorado ? testar diferentes t?cnicas de restaura??o da qualidade da ?gua que possam ser facilmente aplicadas em lagos rasos do semi?rido brasileiro. Resultados de um experimento em laborat?rio sugerem que a aplica??o de argila adsorvente de f?sforo associada a um coagulante ? base de alum?nio ? uma t?cnica efetiva na remo??o do f?sforo reativo sol?vel e na diminui??o da taxa de crescimento da Cylindrospermopsis raciborskii, cianobact?ria potencialmente t?xica que domina nos reservat?rios do semi?rido brasileiro, mas que esse efeito ? dependente da biomassa no momento da aplica??o da t?cnica. Os resultados de um experimento de campo realizado em mesocosmos num lago raso eutrofizado demonstraram que a aplica??o de coagulante ? base de alumn?nio em conjunto com a da remo??o de peixes bent?voros ? mais eficiente na remo??o de f?sforo total e clorofila-a da coluna de ?gua do que a aplica??o isolada de apenas uma dessas t?cnicas. Por fim, testes de laborat?rio demostraram que o coagulante ? base de alum?nio apresentou um bom desempenho em remover turbidez e f?sforo total em testes de bancada com ?gua de seis reservat?rios do semi?rido, sendo a efici?ncia reduzida com o aumento da biomassa de clorofila e pH. Os resultados deste estudo mostram que ? poss?vel melhorar a qualidade da ?gua de reservat?rios eutrofizados no semi?rido brasileiro atrav?s do controle da carga interna de nutrientes seja pela precipita??o e inativa??o do f?sforo no sedimento, como tamb?m pela inibi??o da libera??o do f?sforo no sedimento por peixes bioturbadores, e que os resultados s?o aditivos quando as t?cnicas s?o aplicadas em conjunto. / Eutrophication is the most common cause of water quality degradation in the world. This process occurs by excessive nutrients inputs, nitrogen and phosphorus, to the aquatic systems resulting in algal and cyanobacterial blooms. In shallow lakes these effects are pronounced due to the higher interaction of the lake with watershed, air and sediment. There are innumerous restoration techniques of eutrophied lakes with a range of successful results but there is only one case of successful lake restoration in Brazil: Parano? Lake in Bras?lia city. The Brazilian semiarid region has many artificial lakes, named a?udes, which are mostly eutrophic and shallow lakes. The eutrophication in these lakes is reported and the phytoplankton community is dominated by potentially toxic cyanobacteria species, mainly Cylindrospermopsis raciborskii. The aim of this thesis is to test techniques for water quality management which can be easily applied in Brazilian semiarid lakes. Results from a laboratory experiment suggest that the addition of a phosphorus sorbent clay associated with an aluminium based coagulant is an effective technique in removing soluble reactive phosphorus and reducing C. raciborskii growth rate ? cyanobacteria potentially toxic dominant in reservoirs of Brazilian semiarid ? but this effect is dependent on the biomass in the application moment. Results from a field experiment in mesocosm in a eutrophied lake showed that the addition of aluminium based coagulant and removal of benthivorous fish is more efficient in removing total phosphorus and chlorophyll-a from water column than the isolated application of one of the techniques. Lastly, laboratory tests showed that aluminium based coagulant exhibited good performance in removing turbidity and total phosphorus from water of six reservoirs but the efficiency was reduced by algal biomass and pH. The results of this study showed that the improvement in water quality of eutrophied reservoirs in semiarid region is possible through internal loading control by phosphorus precipitation and inactivation in sediments or inhibition of phosphorus release by benthivorous fishes, and also that these results show are additives in water quality improvement.

Cylindrospermopsin (CYN) is a toxic alkaloid produced by several freshwater cyanobacterial species, the most prevalent in Australian waters being Cylindrospermopsis raciborskii. The occurrence of CYN-producing cyanobacteria in drinking water sources worldwide poses a potential human health risk, with one well-documented case of human poisoning attributed to the toxin. While extensive characterisation of CYN-induced toxicity has been conducted in rodents both in vivo and in primary cell cultures, little is known about mechanisms of toxicity in human cell types. This thesis describes studies undertaken to further define the molecular mechanisms of CYN toxicity in human cells. Concentration-response relationships were determined in various cultured human cell types using standard toxicity assays. As expected, CYN caused dose-dependent decreases in the growth of three cell lines, HepG2, Caco-2 and HeLa, and one primary cell type, human dermal fibroblasts, according to tetrazolium reduction assays. CYN treatment did not disrupt cellular membranes according to the lactate dehydrogenase release assay in HepG2 or Caco-2 cells after 24, 48 or 72 h exposure, but did cause membrane disruption in fibroblasts after 72 h exposure to relatively high concentrations of the toxin. Apoptosis occurred more readily in HeLa cells than HepG2 cells or fibroblasts, with 72 h exposure to 1 &mug/mL required before statistically significant rates of apoptosis occurred in the latter cell types. CYN did not appear to directly affect the structure of actin filaments or microtubules under the conditions used in the present study. The major portion of the work presented in this thesis comprises a large-scale interrogation of changes in gene expression induced by the toxin in cultured cells. To assess the effects of CYN on global gene expression, relative messenger RNA (mRNA) levels in human dermal fibroblasts and HepG2 cells after 6 h and 24 h exposure to 1 &mug/mL CYN were determined using oligonucleotide microarrays representing approximately 19 000 genes. Overall, the number of transcripts significantly altered in abundance was greater in fibroblasts than in HepG2 cells. In both cell types, mRNA levels for genes related to amino acid biosynthesis, carbohydrate metabolism, and protein folding and transport were reduced after CYN treatment, while transcripts representing genes for apoptosis, RNA biosynthesis and RNA processing increased in abundance. More detailed data analyses revealed the modulation of a number of stress response pathways—genes regulated by NF-&kappaB were induced, DNA damage response pathways were up-regulated, and a large number of genes involved in endoplasmic reticulum stress were strongly down-regulated. Genes for the synthesis and processing of mRNA, tRNA and rRNA were strongly up-regulated, indicating that CYN treatment may increase the turnover of all forms of cellular RNA. A small group of genes were differentially expressed in HepG2 cells and fibroblasts, revealing cell-specific responses to the toxin. Selected changes in transcript level were validated using real-time quantitative reverse transcriptase PCR (qRT-PCR). The modulation of stress response pathways by CYN, indicated by microarray analysis, was further investigated using other methods. The role of tumour suppressor protein p53 in CYN-mediated gene expression was confirmed by measuring the expression of known p53-regulated genes following CYN treatment of HepG2 cells and human dermal fibroblasts using qRT-PCR. Western blotting of protein extracts from CYNtreated cells showed that p53 protein accumulation occurred in HepG2 cells, providing additional evidence of the activation of the p53 pathway by CYN in this cell line. The immediate-early genes JUN and FOS were found to be induced by CYN in a concentration-dependent manner, and MYC was induced to a lesser extent. The mitogen-activated protein kinase c-Jun NH2-terminal kinase, implicated in the ribotoxic stress response initiated by damage to ribosomal RNA, appeared to become phosphorylated in HeLa cells after CYN exposure, suggesting that ribotoxic stress may occur in response to CYN in at least some cell types. The expression of a reporter gene under the control of a response element specific for NF-&kappaB was induced at the mRNA level but inhibited at the protein level. This shows that while transcription factors such as p53 and NF-&kappaB are apparently activated in response to the toxin, transactivation of target genes may not necessarily manifest a corresponding increase at the protein level. The current work contributes significantly to the current understanding of cylindrospermopsin toxicity in human-derived cell types, and provides further insight into putative modes of action.