Sponges are an important source of bioactive marine natural products, or secondary metabolites. The common Caribbean reef sponge, Axinella corrugata, produces an antitumor and antibacterial chemical, stevensine. This study determined whether environmental stressors, such as elevated temperature and exposure to Amphibalanus amphitrite larvae, affect the production of stevensine by A.corrugata and if the stressors caused A.corrugata to exhibit differential gene expression. Temperature stress resulted in no significant change in the production of stevensine; only two genes were significantly differentially expressed, including hsp70. Larval stressed resulted in increased production of stevensine and significant differential gene expression (more than seventy genes). This study suggests that A.corrugata may be resilient to elevations in temperature and that one of stevensine's roles in nature is as an antifoulant. / by Jennifer Grima. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2013 / Includes bibliography. / Mode of access: World Wide Web. / System requirements: Adobe Reader.

Oxidant stress and injury is inherent in many human diseases such as ischemic vascular and respiratory diseases, heart failure, myocardial infarction, stroke, perinatal and placental insufficiencies, diabetes, cancer, and numerous psychiatric and neurodegenerative disorders. Finding novel therapeutics to combat the deleterious effects of oxidative stress is critical to create better therapeutic strategies for many conditions that have few treatment options. This study used the anoxia-tolerant fruit fly, Drosophila melanogaster, to investigate endogenous cellular protection mechanisms and potential interactions to determine their ability to regulate synaptic functional tolerance and cell survival during acute oxidative stress. The Drosophila larval neuromuscular junction (NMJ) was used to analyze synaptic transmission and specific motor axon contributions. Drosophila Schneider 2 (S2) cells were used to assess viability. Acute oxidative stress was induced using p harmacological paradigms that generate physiologically relevant oxidant species: mitochondrial superoxide production induced by sodium azide (NaN3) and hydroxyl radical formation via hydrogen peroxide (H2O2). A combination of genetic and pharmacological approaches were used to explore the hypothesis that endogenous protection mechanisms control cellular responses to stress by manipulating ion channel conductance and neurotransmission. Furthermore, this study analyzed a group of marine natural products, pseudopterosins, to identify compounds capable of modulating synaptic transmission during acute oxidative stress and potential novel neuromodulatory agents. / Includes bibliography. / Dissertation (Ph.D.)--Florida Atlantic University, 2015. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

O Lobo-marinho-sul-americano (A. australis) apresenta particularidades em seu ciclo reprodutivo que revelam sua interação com o ecossistema onde habita. Dentre estas podemos citar o intervalo entre partos de 12 meses, a sincronização dos partos e cópulas no início do verão, umlongo período de diapausa e uma implantação do blastocisto no inicio do inverno, que ocorre 4 a 5 meses após a cópula. A anatomia e fisiologia reprodutivas desta espécie ainda não foram profundamente estudadas. O presente trabalho tem como objetivo, a partir do emprego de métodos não invasivos de pesquisa, descrever a anatomia, histologia, quando possível a ultraestrutura, e a vascularização arterial dos órgãos genitais femininos, bem como investigar proteínas e RNAs mensageiros de fatores de crescimento relacionados à vascularização nestes tecidos. Os dados morfológicos foram correlacionados com dados ambientais, oriundos de estações climatológicas próximas à área da colônia estudada. O A. australis apresenta especializações morfológicas passíveis de correlação com o ambiente, hábitos reprodutivos e ciclo reprodutivo sazonal. Estas estruturas foram identificadas como importantes em momentos específicos da biologia reprodutiva e auxiliam na manutenção do status de conservação da espécie. Análises dos dados climatológicos e sua relação com as variações durante o ano revelam que os eventos do parto, cópula e implantação embrionária, ocorrem em momentos onde as maiores variações ambientais acontecem. Os dados morfológicos revelam que existe uma interação entre o ciclo reprodutivo e as especializações anatômicas dos órgãos genitais femininos / The South-American-fur-seal (A.australis) presents unique features in its reproductive cycle, which reflect their interaction with the ecosystem where it lives. The parturition interval of 12 months, synchronization of parturition and copulation in the beginning of the summer, long diapause and implantation of the blastocyst in the beginning of the winter, which occurs 4 to 5 months after copulation are some of these features. The anatomy and reproductive physiology of this species have not been widely studied. This work describes the anatomy, histology, some ultrastructural characteristics, and the main arterial vascularization of the female genital organs using non invasive methods. Moreover, this study investigates the proteins and messenger RNAs of growth factors which are related to vascularization in these tissues. An association between morphological and environmental data from climatology stations near the area of the studied colony was investigated. A. australis presented morphological specialization in genital organs, which might be related to the environment, reproductive habits and seasonal reproductive cycle. Some of these identified structures are essential in specific stages of A. australis reproductive biology, and play an important role in the maintenance and conservation status of this species. Analysis of climatological data and their relation with changes over the year showed that parturition, copulation and embrionary implantation occur in time periods where the highest environmental variations take place. Morphological data revealed an interaction between the reproductive cycle and the anatomic specialization of female genital organs

Orientador: Lin Chau Ming / Banca: João Domingos Rodrigues / Banca: Luiz Fernando Rolim de Almeida / Resumo: Piper aduncum é conhecida popularmente como pimenta-de-macaco, aperta-ruão, jaborandi do mato, pimenta-do-fruto-ganchoso, falso-jaborandi, jaguarandi, matico e pimenta-longa. Seu uso na medicina popular é amplamente relatado para doenças ginecológicas, desordens intestinais, diurético, carminativo, digestivo, para males do fígado, no combate a erisipela e tratamento de úlceras crônicas. A espécie é rica em óleo essencial, e este apresenta atividade inseticida, larvicida, antimicrobiana, antifúngica, antitumoral e apresenta baixa toxicidade. Porém na área agronômica os estudos com a espécie são bastante escassos. Modificações nos níveis de luminosidade a que uma espécie está submetida podem acarretar diferentes respostas em suas características fisiológicas, bioquímicas, anatômicas e de crescimento e, consequentemente, podem alterar a sua composição química e atividade biológica. Desse modo, o presente estudo tem como objetivo avaliar o desempenho ecofisiológico e a produção de biomassa, além da produtividade e qualidade do óleo essencial de folhas e raízes de Piper aduncum sob diferentes condições de intensidade luminosa, contribuindo para o conhecimento e conservação das plantas com potencial medicinal e para o desenvolvimento de futuras pesquisas. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com três tratamentos e sete repetições, sendo que cada parcela constou de cinco plantas. Os tratamentos consistiram em três níveis de luminosidade: 0% (pleno sol), 50% e 70% de sombreamento, tendo sido avaliados aos 177 dias. As plantas apresentaram melhor desempenho ecofisiológico sob sombreamento de 50% e 70%, considerando-se as maiores taxas de concentração interna de CO2 e condutância estomática, porém a assimilação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Piper aduncum is popularly known as the "pimenta-de-macaco, apertaruão, jaborandi do mato, pimenta-do-fruto-ganchoso, falso-jaborandi, jaguarandi, matico e pimenta-longa". Its use in folk medicine is widely reported to gynecological diseases, intestinal disorders, diuretic, carminative, digestive, for ailments of the liver, in fighting to erysipelas and treatment of chronic ulcers. The species is rich in essential oil, this activity presents insecticide, larvicide, antimicrobial, antifungal, antitumor and has low toxicity. But agronomy studies with the species are scarce. Changes in light levels to which a species is subjected may cause different responses in their physiological, biochemical, anatomical and growth and hence may alter the chemical composition and biological activity. Thus, this study aims to evaluate the ecophysiological and biomass production, as well as productivity and quality of essential oil of leaves and roots of Piper aduncum under different light intensity, contributing to the knowledge and conservation of plants with potential medicine and the development of future research. The experimental design was completely randomized design with three treatments and seven replicates, each plot consisted of five plants. The treatments 4 consisted of three levels of lightness: 0% (full sun), 50% and 70%, having been assessed at 177 days. The results allowed to say that the plants showed better ecophysiological performance under 50% and 70% of shade, considering the higher rates of internal CO2 concentration and stomatal conductance, but showed no statistical difference in CO2 assimilation, and showed lowest transpiration in full sun. In relation to biometric parameters, the plants showed higher dry mass of stem, height and leaf area to 70%, and the total dry mass and dry mass of leaves were not... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O estudo caracterizou as variáveis fisiológicas da fotossíntese, em 7 clones de Eucalyptus de alta produtividade, determinando-se as capacidades fotossintéticas máximas (Amax), e o comportamento da fotossíntese (A), condutância (gs) e transpiração (E) em relação ao Déficit de Pressão de Vapor (DPV). Para isso, um ensaio foi instalado em 2004, na ESALQ/USP, contendo os clones do Projeto BEPP (Brasil Eucalyptus Produtividade Potencial), sendo cada parcela composta de 49 plantas (7x7) no espaçamento de 3,0m x 2,7m. Mediram-se as alturas ou DAPs e selecionaram-se 3 árvores médias para as mensurações fisiológicas, aos 16 e 36 meses. A amostragem para Amax foi composta de duas posições superiores da copa (2 e 3), dois galhos por posição e duas folhas por galho. As medições foram feitas das 8 às 10 horas (baixo DPV). Para o comportamento de A e gs frente ao DPV, as medições continuaram, de hora em hora, das 11 às 15 horas, nas folhas do primeiro galho da posição 2. Ao final as folhas foram coletadas para determinação da área foliar específica (AFE) e do nitrogênio (N). Aos 16 meses, foram feitas curvas A/Ci, para posterior cálculo de Vcmax (taxa máxima de carboxilação), Jmax (taxa máxima de transporte de elétrons) e VTPU (utilização da triose fosfato), pelo programa Photosyn Assistant. As curvas foram feitas em 2 árvores por clone, nas posições superiores e inferiores da copa. Todas mensurações foram realizadas com o aparelho LiCor-6400. Os resultados mostraram que Amax foi similar para as posições 2 e 3. Entre os clones, houve variação, porém não consistente entre idades, e todos mostraram altos valores de Amax na idade de 16 meses (entre 26 e 31, com média de 29 µmol m-2s-1), reduzindo-se aos 36 meses (entre 19 e 26, com média de 22 µmol m-2s-1). A AFE e o N também foram similares entre as posições 2 e 3 e maiores na idade mais jovem (11 versus 8 m²kg-1, 29 versus 21 gN kg-1), podendo estar associados à queda de Amax. A, gs e E também apresentaram menores valores aos 36 meses, para todos os clones (23 versus 18 µmol m-2s-1; 0,41 versus 0,26 mol m-2s-1; 9,2 versus 6,1 mmol m-2s-1). Os clones mostraram sensibilidade ao DPV, reduzindo os valores de gs e A ao longo do dia, sendo a sensibilidade menor aos 36 meses. As sensibilidades foram distintas, evidenciando potencial de seleção de materiais mais aptos a tolerarem estresse hídrico. Em geral, maiores valores de fotossíntese estão relacionados a maiores valores de transpiração, evidenciando a necessidade de se conhecer a disponibilidade hídrica local quando do uso de clones de alta produtividade. Vcmax, Jmax e VTPU foram maiores para as posições superiores da copa, e não diferiram entre os clones. Devido à semelhança fisiológica entre as posições 2 e 3, pode-se sugerir que não haja distinção entre elas em futuras medições de fotossíntese, essenciais para a parametrização de modelos. Não houve relação direta entre crescimento do tronco e fotossíntese, evidenciando a necessidade de integração com estudos relacionados à alocação do carbono dentro da planta. / This study aimed to characterize the physiological variables related to photosynthesis, in seven commercial Eucalyptus clones with high productivity, by evaluating maximum photosynthetic capacity (Amax), and the response of photosynthesis (A), stomatal conductance (gs) and transpiration (E) to Vapor Pressure Deficit (VPD). A trial was installed in 2004, at ESALQ/USP, with the clones that were part of BEPP Project (Brazil Eucalyptus Potential Productivity), and each plot had 49 plants (7x7) in a 3 m x 2.7m spacing. We measured tree height or DBHs and three average trees were selected for measurements, at 16 and 36 months. The sample to estimate Amax was: two crown positions (2 and 3), two branches per tree and two leaves per branch. The measurements which were taken from 8 to 10 am (low VPD). To get the response of A and gs to VPD measurements continued hourly, from 11 am to 3 pm, on the leaves from the first branch and position 2. At the end of the measurements leaves were collected for specific leaf area (SLA) and nitrogen (N) determination. Additionally, at 16 months, A/Ci curves were established, and parameters Vcmax, Jmax and VTPU were estimated through the program Photosyn Assistant. The curves were done for 2 trees per clone, at superior crown positions (2 and 3) and inferior ones (4 and 5). The physiological measurements and A/Ci curves were made using LiCor-6400. The results showed that Amax was similar for positions 2 and 3. There was variation among clones, but not consistent between ages, and all the clones had high Amax at 16 months (between 26 and 31 µmol m-2s-1, with an average of 29 µmol m-2s-1), decreasing at 36 months (between 19 and 26 µmol m-2s-1, with an average of 22 µmol m-2s-1). SLA and N were also similar between positions 2 and 3 and higher at younger age (11,1 versus 8,3 m²kg-1, 29,6 versus 21,1 gN kg-1;), what may be associate with Amax decrease. A, gs and E also showed lower values at age 36, for all the clones (23 versus 18 µmol m-2s-1; 0,41 versus 0,26 mol m-2s-1; 9,2 versus 6,1 mmol m-2s-1). All clones showed sensitivity to VPD, reducing gs and A with increasing VPD. However, the clones showed different sensitivities and all of them were less sensitive to VPD at age 36, highlighting a selection potential of genetic materials for water stress. In general, higher photosynthesis values were associated with higher transpiration, showing the necessity to know the water conditions of sites when planting genetic materials with high productivity. Vcmax, Jmax and VTPU were greater for superior positions compared to inferior ones, and were not different among clones. Due to a similarity in SLA, N and physiological and biochemical traits between positions 2 and 3, no distinction on future photosynthesis measurements between these positions is needed. Finally, there was not a direct relation between stem growth and photosynthesis, at both ages, showing that photosynthesis at crown level by itself can not capture all the ecophysiological processes related to wood productivity, being necessary the integration with studies related to carbon allocation inside the plant.

O Lobo-marinho-sul-americano (A. australis) apresenta particularidades em seu ciclo reprodutivo que revelam sua interação com o ecossistema onde habita. Dentre estas podemos citar o intervalo entre partos de 12 meses, a sincronização dos partos e cópulas no início do verão, umlongo período de diapausa e uma implantação do blastocisto no inicio do inverno, que ocorre 4 a 5 meses após a cópula. A anatomia e fisiologia reprodutivas desta espécie ainda não foram profundamente estudadas. O presente trabalho tem como objetivo, a partir do emprego de métodos não invasivos de pesquisa, descrever a anatomia, histologia, quando possível a ultraestrutura, e a vascularização arterial dos órgãos genitais femininos, bem como investigar proteínas e RNAs mensageiros de fatores de crescimento relacionados à vascularização nestes tecidos. Os dados morfológicos foram correlacionados com dados ambientais, oriundos de estações climatológicas próximas à área da colônia estudada. O A. australis apresenta especializações morfológicas passíveis de correlação com o ambiente, hábitos reprodutivos e ciclo reprodutivo sazonal. Estas estruturas foram identificadas como importantes em momentos específicos da biologia reprodutiva e auxiliam na manutenção do status de conservação da espécie. Análises dos dados climatológicos e sua relação com as variações durante o ano revelam que os eventos do parto, cópula e implantação embrionária, ocorrem em momentos onde as maiores variações ambientais acontecem. Os dados morfológicos revelam que existe uma interação entre o ciclo reprodutivo e as especializações anatômicas dos órgãos genitais femininos / The South-American-fur-seal (A.australis) presents unique features in its reproductive cycle, which reflect their interaction with the ecosystem where it lives. The parturition interval of 12 months, synchronization of parturition and copulation in the beginning of the summer, long diapause and implantation of the blastocyst in the beginning of the winter, which occurs 4 to 5 months after copulation are some of these features. The anatomy and reproductive physiology of this species have not been widely studied. This work describes the anatomy, histology, some ultrastructural characteristics, and the main arterial vascularization of the female genital organs using non invasive methods. Moreover, this study investigates the proteins and messenger RNAs of growth factors which are related to vascularization in these tissues. An association between morphological and environmental data from climatology stations near the area of the studied colony was investigated. A. australis presented morphological specialization in genital organs, which might be related to the environment, reproductive habits and seasonal reproductive cycle. Some of these identified structures are essential in specific stages of A. australis reproductive biology, and play an important role in the maintenance and conservation status of this species. Analysis of climatological data and their relation with changes over the year showed that parturition, copulation and embrionary implantation occur in time periods where the highest environmental variations take place. Morphological data revealed an interaction between the reproductive cycle and the anatomic specialization of female genital organs

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.

Orientador: Gustavo Maia Souza / Banca: Carlos Henrique Britto de Assis Prado / Banca: Gustavo Habermann / Resumo: A estabilidade é fundamental para todos os sistemas biológicos, possibilitando que lidem com a variabilidade ambiental. As propriedades que conferem estabilidade a sistemas biológicos ainda são desconhecidas, mas evidências apontam para a complexidade da dinâmica de certas variáveis fisiológicas e para a força de interação entre elementos de suas redes organizacionais subjacentes. Esta relação foi investigada no sistema de trocas gasosas de espécies florestais tropicais, pertencentes a grupos funcionais distintos: pioneiras e não-pioneiras. O modelo de recursos múltiplos atribui maior flexibilidade fisiológica às espécies pioneiras, mas os métodos geralmente empregados não são capazes de avaliar a estabilidade de um sistema adequadamente. Este estudo foi realizado em séries temporais de trocas gasosas, onde foi possível estimar parâmetros relacionados à estabilidade do sistema. A força de interação entre elementos foi avaliada pela conectância da rede (Cg) e a complexidade da dinâmica de assimilação de CO2 (A) e condutância estomática (gs) pelo algoritmo de entropia aproximada (ApEn). Os resultados revelaram que espécies com perfil fisiológico de pioneira, em condições constantes, apresentam maior Cg e ApEn de gs, possivelmente indicando maior estabilidade. Estas espécies tiveram maior aproveitamento de pulsos de luz ("lightflecks"), o que indicou a importância da modulação de rede (mudanças na conectância) na resposta às variações ambientais, e que maior Cg pode conferir maior capacidade de controle. Além da conectância, grau de acoplamento do sistema ao ambiente foi decisivo na resposta a "sunflecks". Os resultados sugerem que dinâmicas mais complexas estão ligadas a redes com maior conectância, que por sua vez conferem maior capacidade de controle ao sistema, sendo fundamental a capacidade de modulação da rede. / Abstract: Stability is a key feature to all biological systems, enabling them to deal with environmental variability. The properties that promote stability in biological systems are still unknown, but evidences point towards the complexity of the dynamics of certain physiological variables and to the strength of interaction among elements pertaining to its underlying organizational networks. This relationship was investigated in the gasexchange system of tropical forest species, belonging to distinct functional groups: pioneer and non-pioneer. The multiple resources model attributes higher physiological flexibility to pioneer species, but the methods usually employed are not capable of properly evaluating a system's stability. This study was carried out in gas-exchange time-series, enabling the calculation of parameters related to the system's stability. The strength of interaction among elements was evaluated by network connectance (Cg), and the complexity of CO2 assimilation (A) and stomatal conductance (gs) dynamics was evaluated by the algorithm of Approximate Entropy (ApEn). The results revealed that, under constant conditions, species with a pioneer-like physiological profile showed higher Cg and ApEn of gs, possibly indicating greater stability. These species showed higher lightfleck use efficiency, indicating the importance of network modulation (connectance changes) in response to environmental variability, and that higher Cg could provide greater control capability. Besides connectance, the strength of coupling between system and environment was decisive in response to sunflecks. The results suggest that more complex dynamics are linked to higher network connectance, which provide greater control capability to the system, network modulation being fundamental. Also, higher coupling of the system with its environment apparently promotes stability in contexts where environmental variability occurs within the system's control capability. / Mestre

The Nanoarchaeota are an enigmatic lineage of Archaea found in deep-sea hydrothermal vents and geothermal springs across the globe. These small (~100-400 nm) hyperthermophiles live ectosymbiotically with diverse hosts from the Crenarchaeota. Despite their broad distribution in high-temperature environments, very few Nanoarchaeota have been successfully isolated in co-culture with their hosts and nanoarchaeote genomes are poorly represented in public databases. However, the Nanoarchaeota provide unique insights into the structure and function of symbiosis in the archaeal domain. This study describes novel nanoarchaeotes from multiple geothermal habitats, using a combination of direct cultivation techniques and genomic analysis. A new nanoarchaeote from a New Zealand hot spring, Candidatus Nanoclepta minutus, was isolated in co-culture with its host. Like other terrestrial Nanoarchaeota, Cand. Ncl. minutus harbors genes for gluconeogenesis and archaeal flagella. Zestosphaera tikiterensis, the New Zealand host, was also isolated in pure culture and characterized. Phylogenetic analysis showed that both Cand. Ncl. minutus and Z. tikiterensis are new genera in the Nanoarchaeota and Crenarchaeota, respectively. Metagenome-assembled genomes (MAGs) from the Nanoarchaeota were also recovered from deep-sea hydrothermal vent sites. These MAGs capture a wide range of diversity in the Nanoarchaeota, representing three new species and two novel genera. Key nanoarchaeotal features were identified in the MAGs, including marker genes for archaeal flagella, gluconeogenesis and CRISPR-Cas regions. These studies greatly contribute to our understanding of nanoarchaeotal ecophysiology and provide key insights into the coding potential and diversity of Nanoarchaeota and their hosts.

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