Made available in DSpace on 2014-06-12T22:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo390_1.pdf: 2986222 bytes, checksum: c1c05c0cd4d907551a2b0f94bddaadde (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Universidade Federal da Paraíba / No Nordeste do Brasil, as populações naturais de Gracilaria caudata J. Agardh vêm sendo explotadas, desde a década de 70, para a produção de ficocolóides. Esta atividade tem sido relatada como a principal responsável pelo declínio destas populações. Este trabalho teve como objetivos desenvolver metodologias que possibilitem o monitoramento, o manejo e a restauração de populações de G. caudata, degradadas pela explotação comercial, em municípios dos estados da Paraíba e Pernambuco. A tese foi dividida em quatro linhas principais. A primeira, com experimentos desenvolvidos em laboratório, estabeleceu os efeitos da temperatura, salinidade e irradiância sobre a germinação de carpósporos de G. caudata e o desenvolvimento inicial de plântulas, definindo limites de tolerância e condições ótimas para crescimento. A segunda linha, com base em dados pretéritos e na estimativa da biomassa da população de G. caudata na praia de Ponta de Mato, Cabedelo (PB) (6o57´35″S 34o49′21″W), estabeleceu o monitoramento e avaliou o declínio desta população. A terceira linha de pesquisa, com base em coletas aleatórias em quatro populações naturais, submetidas a diferentes níveis de impacto da atividade de explotação e em dados pretéritos, analisou aspectos fenológicos relacionado a proporção entre as diversas fases do ciclo de vida desta espécie. A quarta linha de pesquisa abordou o desenvolvimento de técnicas de recuperação de populações de G. caudata degradadas pela explotação comercial. Nesta etapa, diferentes tratamentos testaram mecanismos de restauração da população a partir da fixação de carpósporos, tetrásporos e plantas adultas férteis em substratos artificiais, com o subseqüente transplante para o ambiente recifal. Os mecanismos de colonização e sucessão sobre os substratos implantados nos ambientes também foram analisados. Os resultados obtidos estabeleceram valores ótimos de temperatura, salinidade e irradiância para o crescimento do disco germinativo e das plântulas, originadas a partir de carpósporos. A análise comparativa, entre as fases do ciclo de vida de G. caudata, descreveu, entre as diversas populações estudadas, diferenças que provavelmente estão xvii relacionadas em nível de impacto da atividade de explotação, sendo encontrado um elevado número de plantas não férteis naquelas áreas com maior histórico de coletas comerciais. A elevada presença de indivíduos não férteis nas populações impactadas poderia explicar a não recuperação da população após uma forte atividade de explotação. O monitoramento da biomassa de G. caudata demonstrou o declínio desta população após a realização de intensa atividade de coleta em 1997, e a sua não recuperação até a presente data, provavelmente está relacionada ao efeito da interferência na capacidade reprodutiva da população. Dentre os métodos de restauração avaliados, a fixação de carpósporos em substratos artificiais e o subseqüente transplante para o ambiente natural foi o mais eficiente na reintrodução de G. caudata ao ambiente natural. O acompanhamento da colonização e sucessão dos substratos artificiais demonstrou ainda a ausência de propágulos de G. caudata no ambiente estudado, que anteriormente era dominado por esta espécie. A presente tese demonstrou o declínio de uma população de G. caudata após explotação comercial; avaliou a proporção entre as diversas fases do ciclo de vida desta espécie, estabelecendo uma relação entre o aumento da proporção de indivíduos não férteis e as áreas explotadas; analisou o efeito da temperatura, irradiância e salinidade na germinação de carpósporos e no desenvolvimento inicial de plântulas, como forma de suporte ao desenvolvimento de mecanismos de restauração de populações impactadas pela coleta comercial, além disso, estabeleceu métodos que permitem a recuperação ou restauração de uma dada população, ou mesmo comunidade, de organismos bênticos

Gracilaria caudata J. Agardh apresenta uma ampla distribuição geográfica, além de ser uma das principais agarófitas coletadas no nordeste brasileiro. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da irradiância (70 e 150 μmol fótons.m-2.s-1) no número de ramificações, nas taxas de crescimento, nos parâmetros da fotossíntese e no conteúdo pigmentar de gametófitos e tetrasporófitos procedentes de três localidades distintas da costa brasileira: estados do Ceará (CE), Bahia (BA) e São Paulo (SP). Além disto, uma variante de coloração marrom-esverdeada foi caracterizada. Exemplares cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1 apresentaram maiores taxas de crescimento, quando comparados aos cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1, independentemente da coloração e procedência da espécie. A fertilidade afetou de forma negativa as taxas de crescimento de tetrasporófitos de coloração vermelha e marrom-esverdeada, porém não afetou o desempenho fotossintetizante desses tetrasporófitos. Em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, tetrasporófitos não-férteis de coloração vermelha apresentaram maiores taxas de crescimento, quando comparados aos não-férteis de coloração marrom-esverdeada, independentemente da irradiância; porém, esses últimos apresentaram maior conteúdo de ficocianina e aloficocianina. Quando gametófitos foram cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 14 dias, não foi possível distinguir diferenças significativas quanto às taxas de crescimento entre as três populações, entretanto, quando o cultivo se estendeu por 28 dias, CE e SP mantiveram as taxas de crescimento semelhantes, porém, essas foram superiores às observadas para BA. Em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, durante o cultivo por 14 dias, gametófitos do CE e SP mantiveram as taxas de crescimento semelhantes, e essas foram superiores às observadas para BA, enquanto que durante o cultivo por 28 dias, além de observarmos menores taxas para gametófitos da BA, os do CE apresentaram taxas superiores aos de SP. Tetrasporófitos do CE, BA e SP, cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 28 dias, apresentaram taxas de crescimento semelhantes, porém, quando cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, os do CE apresentaram maiores taxas, quando comparados aos da BA e SP, que apresentaram valores semelhantes. Quando gametófitos foram cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 28 dias, CE e BA apresentaram maiores valores de FMax, α e Re do que SP, o que é esperado para algas procedentes de regiões mais próximas do equador, pois estariam mais adaptadas a altas irradiâncias do que as que ocorrem em altas latitudes; o mesmo foi observado para gametófitos e tetrasporófitos, cultivados em 150 μmol de fótons.m-2.s-1 por 28 dias. Gametófitos do CE e BA apresentaram maiores valores de Ik (técnica de fluorescência), αETR e FMax do que SP, quando cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1 por 14 dias. Nessa mesma irradiância e período, tetrasporófitos do CE e BA apresentaram maiores valores de α do que SP. Gametófitos de SP cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 apresentaram maiores conteúdos de FE, FC, AFC e CL do que os cultivados em 150 μmol.de fótons. m-2.s-1. Nos demais gametófitos (BA e CE) esses valores foram semelhantes nas duas irradiâncias. Essas respostas podem indicar que gametófitos do CE e BA estejam mais adaptados para lidarem com altas irradiâncias do que os de SP. Gametófitos de SP apresentaram maiores concentrações de FE e FC, quando comparados aos tetrasporófitos de SP, independentemente da irradiância. Resultados semelhantes foram observados para os do CE, mas apenas quando cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1. Gametófitos do CE, cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, apresentaram menores concentrações de FE e FC que os tetrasporófitos. Gametófitos e tetrasporófitos da BA mostraram valores de concentrações pigmentares semelhantes, independentemente da irradiância. Em síntese, a análise geral dos resultados sugere a ocorrência de ecótipos de G. caudata ao longo da costa brasileira e ressalta a diversidade da espécie quanto às respostas fisiológicas, considerando-se também que essas foram distintas entre tetrasporófitos e gametófitos de uma mesma população. Além disso, a ocorrência de uma variante de cor na natureza com características distintas do tipo mais comum confere à espécie maior capacidade de adaptação frente a diferentes fatores abióticos. Tetrasporophytes from CE, BA and SP, grown in 70 μmol de fótons. m-2.s-1 for 28 days, showed similar growth rates, however, when grown in 150 μmol de fótons. m-2.s-1, CE showed higher rates when compared to the BA and SP, which were very similar / Gracilaria caudate J. Agardh a wide geographic distribution, as well as being a major agarophyte collected in northeastern Brazil. This study aimed to evaluate the effects of irradiance (70 and 150 μmol photons. m-2.s-1) in number of branches, the growth rates, in photosynthesis parameters and pigment content of gametophytes and tetrasporophytes from three different locations of the Brazilian coast: Ceará State (CE), Bahia State (BA) and São Paulo State (SP). In addition, a variant of brown-green color was characterized. Specimens grown in 150 μmol photons. m-2.s-1 showed higher growth rates compared to those grown in 70 μmol photons. m-2.s-1, regardless of color and origin of the species. The fertility negatively affects growth rates of tetrasporophytes red and greenish-brown color, but did not affect the photosynthetic performance of these tetrasporophytes. In 150 μmol photons. m-2.s-1, non-fertile tetrasporophytes of red color had higher growth rates compared to non-fertile brown-green color, regardless of the irradiance; but the latter had higher content of phycocyanin and allophycocyanin. When gametophytes were grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 14 days, it was not possible to distinguish significant differences in growth rates among the three populations, however, when the cultivation was extended for 28 days, CE and SP maintained similar growth rates, however, these were higher than those observed for BA. In 150 μmol photons. m-2.s-1 for the cultivation for 14 days, the CE and SP gametophytes remained similar growth rates and were superior to those observed for BA, whereas during the cultivation for 28 days, gametophytes of BA showed lower rates, the CE had higher rates than the SP. When gametophytes were grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days, CE and BA had higher Fmax, α and Re values than SP, which is expected to algae coming from regions closer to the equator, because they would be more adapted to high irradiances than that occur at high latitudes; the same was observed for gametophytes and tetrasporophytes grown in 150 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days. Gametophytes from CE and BA showed higher values of Ik (fluorescence technique), αETR and Fmax than SP, when cultivated in 150 μmol photons. m-2.s-1 for 14 days. That same irradiance and period, the CE and BA tetrasporophytes had higher α values than SP. Gametophytes From SP grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 had higher FE, FC, AFC and CL content than those grown in 150 μmol photons. m-2.s-1. In other gametophytes (BA and CE) these values were similar in both irradiance. These responses may indicate that gametophytes from CE and BA are further adapted to deal with high irradiances than SP. Gametophytes from SP showed higher concentrations of FE and FC when compared to tetrasporophytes from SP regardless of irradiance. Similar results were observed for the CE, only when grown at 70 μmol photons. m-2.s-1. Gametophytes from CE grown in 150 μmol photons. m-2.s-1, showed lower concentrations of FE and FC that tetrasporophytes. Gametophytes and tetrasporophytes BA showed similar pigment concentration values, regardless of irradiance. In summary, the overall analysis of the results suggests the occurrence of ecotypes for G. caudate along the Brazilian coast and emphasizes the diversity of species and the physiological responses, considering also that these were distinct from tetrasporophytes and gametophytes of the same population. Furthermore, the occurrence of a color variant in nature with different characteristics gives the most common type of species greater capacity against different abiotic adapt. Tetrasporophytes from CE, BA and SP, grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days, showed similar growth rates, however, when grown in 150 μmol photons. m-2.s-1, CE showed higher rates when compared to the BA and SP, which were very similar

Inicialmente, os cultivos foram desenvolvidos empiricamente e voltados para a produção de alimento humano. Mais tarde, com a descoberta da utilidade dos ficocolóides, os cultivos passaram a ser realizados também para a produção de biomassa para sua extração. Entretanto, sustentabilidade da indústria de macroalgas reside em grande parte nos cultivos, uma vez que os bancos naturais não são suficientes para atender a demanda crescente. Apesar do ágar estar presente nas paredes celulares de espécies de Gracilaria, seu ágar não era explorado comercialmente por apresentar características consideradas inadequadas pela indústria. A descoberta de que a hidrólise alcalina dos grupos sulfato do ágar aumentaria sua força de gel impulsionou a exploração comercial deste gênero. Assim, espécies pertencentes ao gênero Gracilaria são cada vez mais empregadas para a produção de ágar alimentício e a sua tem sido consideravelmente aumentada por meio do desenvolvimento de técnicas de cultivo. Embora a explotação de macroalgas no Brasil tenha se iniciado por volta de 1940, seu impacto social e econômico é reduzido. Estudos sobre a viabilidade de cultivo de macroalgas foram realizados ao longo da costa brasileira, com resultados positivos sobre o potencial de algumas espécies. Apesar disso, o país ainda não possui cultivos de macroalgas em escala comercial. Com base nestes antecedentes, o presente trabalho avaliou o desempenho do cultivo no mar de Gracilaria domingensis e de G. caudata e caracterizou as propriedades do seu ágar (rendimento e qualidade), na Enseada de Armação do Itapocoroy (Penha, Santa Catarina). Os resultados mostraram que o sistema de cultivo testado para ambas espécies é viável na Enseada. O ágar de G. domingensis extraído com CaCl2 apresentou melhores rendimentos e teores de 3,6-anidrogalactose, enquanto a extração com NaOH mostrou ser a mais adequada para G. caudata e ambas espécies mostraram potencial como matéria-prima para extração de ágar alimentício. / Seaweed cultivation in the world began with empirical methodologies to propagate some species utilized as food. Later on, with the discovery of a process to extract and purify agar, it was soon realized that, because of the large volumes needed by a growing industry this activity would only be sustainable if based on mariculture once the natural beds were being depleted. Despite it was known that agar could also be extracted from Gracilaria species, besides the traditional species of Gelidium, that genus yielded a product with lower value. It was only after the discovery that an alkaline treatment could remove part of the sulphate that reduced the gel strength, and therefore improved the agar quality, that the commercial cultivation of Gracilaria species really got momentum and developed continuously. Nowadays, most of the agar produced in the world is based on Gracilaria spp. Although the exploitation of seaweeds for agar production in Brazil started as early as 1940, up to now our production is still very modest due to the limited biomass in the natural beds. Several attempts to cultivate local Gracilaria spp. have been made, some of which with promising results, but a real commercial mariculture never developed in Brazil so far. Based on that we developed this project aiming at the development of viable techniques to cultivate two species of Gracilaria common at the Enseada de Armação do Itapocoroy (Penha, Santa Catarina): Gracilaria domingensis and G. caudata. We also tested different protocols to better extract the agar from the selected species, comparing their yields and quality. Our results show that with some adaptations of the methodologies for cultivation and agar extraction utilized elsewhere it may be possible to make this a viable alternative.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As algas marinhas sÃo consideradas uma rica fonte de molÃculas bioativas. Neste trabalho a alga marinha vermelha Gracilaria caudata foi submetida a extraÃÃo aquosa a quente de seus polissacarÃdeos e apresentou rendimento de 32,8%. Os polissacarÃdeos extraÃdos de G. caudata (PGC) apresentaram 1% de Ãtomos de enxofre e um grau de sulfataÃÃo de 0,13. A massa molar de PGC foi determinada por cromatografia de permeaÃÃo em gel e mostrou ser da ordem de 2,5 x 105 g.mol-1. A anÃlise quÃmica feita por Infravermelho e RessonÃncia MagnÃtica Nuclear de PGC revelou que esse composto pertence à uma galactana tipo Ãgar, constituÃdo basicamente por resÃduos alternantes de β-D-galactose e 3,6 α-L-anidrogalactose com grupamentos hidroxila substituÃdos por Ãsteres de sulfato, metil e piruvato. As propriedades antitumorais de PGC foram investigadas in vitro e in vivo. A citotoxicidade de PGC foi avaliada in vitro pelo ensaio do metil tiazolil tetrazolium (MTT). Esse ensaio demonstrou que PGC apresentou valores de CI50 (concentraÃÃo inibitÃria mÃdia) maiores que 25 μg.mL-1 para todas as cÃlulas testadas, sendo considerado nÃo tÃxico. A atividade antitumoral in vivo de PGC contra cÃlulas de Sarcoma 180 transplantadas em camundongos foi avaliada e demonstrou efeito anticÃncer em ambas as vias de administraÃÃo intraperitoneal e oral. PGC reduziu significativamente o crescimento do tumor em 47,59 e 53,53% nas doses de 25 e 50 mg.kg-1 quando administrado intraperitonealmente. A administraÃÃo oral de 50 e 100 mg.kg-1 de PGC causou taxas de inibiÃÃo de 37,27 e 35,98%, respectivamente. O polissacarÃdeo extraÃdo de G. caudata (25 mg.kg-1) potencializou o efeito antitumoral apresentado pelo 5-FU (10 mg.kg-1) de 37,22 para 70,74% quando administrados conjuntamente. As anÃlises histopatolÃgicas do fÃgado e rim mostraram que esses ÃrgÃos foram moderadamente afetados pelo tratamento com PGC. Contudo, nenhuma alteraÃÃo significativa nos parÃmetros marcadores de toxicidade renal (urÃia) ou hepÃtica (AST e ALT) foi observada. Os resultados obtidos apÃs tratamento por via ip. demonstraram que PGC aumentou o peso relativo do baÃo, induziu hiperplasia de folÃculos linfoides, aumentou a percentagem de neutrÃfilos e reverteu a leucopenia ocasionada por 5-FU, sugerindo que a atividade antitumoral pode estar relacionada Ãs suas propriedades imunomodulatÃrias. / Seaweeds are considered an important source of bioactive molecules. In this work the red marine alga Gracilaria caudata was submitted to aqueous extraction of their polysaccharides and presented a recovery of 32.8%. The extracted polysaccharides of G. caudata (PGC) had 1% of sulfur atoms and a degree of sulfation of 0.13. The molar mass of PGC was determined by gel permeation chromatography and the molar mass detected was 2.5 x 105 g.mol-1. Chemical analysis made by spectroscopic methods such as Infrared and Nuclear Magnetic Resonance of PGC demonstrated to belong to the agar type galactan family, mainly constituted by alternating residues of β-D-galactose and 3,6-α-L-anhydrogalactose with the hydroxyl groups substituted by ester sulfate, methyl groups and pyruvic acid acetal. Seaweed polysaccharides have recently been shown to act as antitumor agents. The antitumor properties of the polysaccharides extracted from G. caudata (PGC) were investigated in vitro and in vivo. The cytotoxicity of PGC was evaluated in vitro by the methyl thiazolyl tetrazolium (MTT) assay. This assay demonstrated that PGC had IC50 values greater than 25 μg.mL-1 for all tested cells, being considered non-toxic. The in vivo antitumor activity of PGC against Sarcoma 180 cells transplanted in mice was evaluated and showed anticancer effect in both oral and intraperitoneal routes of administration. PGC significantly reduced tumor growth in 47.59 and 53.53% at the doses of 25 and 50 mg.kg-1 when administered intraperitoneally. The oral administration of 50 and 100 mg.kg-1 of PGC caused inhibition rates of 37.27 and 35.98%, respectively. Interestingly, PGC (25 mg.kg-1) enhanced the antitumor effect presented by 5-fluorouracil (10 mg.kg-1) from 37.22 to 70.74%. The histopathological analysis of liver and kidney showed that both organs were moderately affected by PGC treatment. Though, no significant changes in renal (urea) or liver (enzymatic activity of Alanine and Aspartate aminotransferase) parameters were observed. Results demonstrated that PGC administered by intraperitoneal route increased the relative spleen weight, induced a hyperplasia of lymphoid folicules, enhanced the neutrophil percentage and reverted the leucopeny induced by 5-FU, suggesting that the observed antitumor activity could be related to its immunomodulatory properties.

Gracilaria caudata J. Agardh apresenta uma ampla distribuição geográfica, além de ser uma das principais agarófitas coletadas no nordeste brasileiro. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da irradiância (70 e 150 μmol fótons.m-2.s-1) no número de ramificações, nas taxas de crescimento, nos parâmetros da fotossíntese e no conteúdo pigmentar de gametófitos e tetrasporófitos procedentes de três localidades distintas da costa brasileira: estados do Ceará (CE), Bahia (BA) e São Paulo (SP). Além disto, uma variante de coloração marrom-esverdeada foi caracterizada. Exemplares cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1 apresentaram maiores taxas de crescimento, quando comparados aos cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1, independentemente da coloração e procedência da espécie. A fertilidade afetou de forma negativa as taxas de crescimento de tetrasporófitos de coloração vermelha e marrom-esverdeada, porém não afetou o desempenho fotossintetizante desses tetrasporófitos. Em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, tetrasporófitos não-férteis de coloração vermelha apresentaram maiores taxas de crescimento, quando comparados aos não-férteis de coloração marrom-esverdeada, independentemente da irradiância; porém, esses últimos apresentaram maior conteúdo de ficocianina e aloficocianina. Quando gametófitos foram cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 14 dias, não foi possível distinguir diferenças significativas quanto às taxas de crescimento entre as três populações, entretanto, quando o cultivo se estendeu por 28 dias, CE e SP mantiveram as taxas de crescimento semelhantes, porém, essas foram superiores às observadas para BA. Em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, durante o cultivo por 14 dias, gametófitos do CE e SP mantiveram as taxas de crescimento semelhantes, e essas foram superiores às observadas para BA, enquanto que durante o cultivo por 28 dias, além de observarmos menores taxas para gametófitos da BA, os do CE apresentaram taxas superiores aos de SP. Tetrasporófitos do CE, BA e SP, cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 28 dias, apresentaram taxas de crescimento semelhantes, porém, quando cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, os do CE apresentaram maiores taxas, quando comparados aos da BA e SP, que apresentaram valores semelhantes. Quando gametófitos foram cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 por 28 dias, CE e BA apresentaram maiores valores de FMax, α e Re do que SP, o que é esperado para algas procedentes de regiões mais próximas do equador, pois estariam mais adaptadas a altas irradiâncias do que as que ocorrem em altas latitudes; o mesmo foi observado para gametófitos e tetrasporófitos, cultivados em 150 μmol de fótons.m-2.s-1 por 28 dias. Gametófitos do CE e BA apresentaram maiores valores de Ik (técnica de fluorescência), αETR e FMax do que SP, quando cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1 por 14 dias. Nessa mesma irradiância e período, tetrasporófitos do CE e BA apresentaram maiores valores de α do que SP. Gametófitos de SP cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1 apresentaram maiores conteúdos de FE, FC, AFC e CL do que os cultivados em 150 μmol.de fótons. m-2.s-1. Nos demais gametófitos (BA e CE) esses valores foram semelhantes nas duas irradiâncias. Essas respostas podem indicar que gametófitos do CE e BA estejam mais adaptados para lidarem com altas irradiâncias do que os de SP. Gametófitos de SP apresentaram maiores concentrações de FE e FC, quando comparados aos tetrasporófitos de SP, independentemente da irradiância. Resultados semelhantes foram observados para os do CE, mas apenas quando cultivados em 70 μmol de fótons. m-2.s-1. Gametófitos do CE, cultivados em 150 μmol de fótons. m-2.s-1, apresentaram menores concentrações de FE e FC que os tetrasporófitos. Gametófitos e tetrasporófitos da BA mostraram valores de concentrações pigmentares semelhantes, independentemente da irradiância. Em síntese, a análise geral dos resultados sugere a ocorrência de ecótipos de G. caudata ao longo da costa brasileira e ressalta a diversidade da espécie quanto às respostas fisiológicas, considerando-se também que essas foram distintas entre tetrasporófitos e gametófitos de uma mesma população. Além disso, a ocorrência de uma variante de cor na natureza com características distintas do tipo mais comum confere à espécie maior capacidade de adaptação frente a diferentes fatores abióticos. Tetrasporophytes from CE, BA and SP, grown in 70 μmol de fótons. m-2.s-1 for 28 days, showed similar growth rates, however, when grown in 150 μmol de fótons. m-2.s-1, CE showed higher rates when compared to the BA and SP, which were very similar / Gracilaria caudate J. Agardh a wide geographic distribution, as well as being a major agarophyte collected in northeastern Brazil. This study aimed to evaluate the effects of irradiance (70 and 150 μmol photons. m-2.s-1) in number of branches, the growth rates, in photosynthesis parameters and pigment content of gametophytes and tetrasporophytes from three different locations of the Brazilian coast: Ceará State (CE), Bahia State (BA) and São Paulo State (SP). In addition, a variant of brown-green color was characterized. Specimens grown in 150 μmol photons. m-2.s-1 showed higher growth rates compared to those grown in 70 μmol photons. m-2.s-1, regardless of color and origin of the species. The fertility negatively affects growth rates of tetrasporophytes red and greenish-brown color, but did not affect the photosynthetic performance of these tetrasporophytes. In 150 μmol photons. m-2.s-1, non-fertile tetrasporophytes of red color had higher growth rates compared to non-fertile brown-green color, regardless of the irradiance; but the latter had higher content of phycocyanin and allophycocyanin. When gametophytes were grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 14 days, it was not possible to distinguish significant differences in growth rates among the three populations, however, when the cultivation was extended for 28 days, CE and SP maintained similar growth rates, however, these were higher than those observed for BA. In 150 μmol photons. m-2.s-1 for the cultivation for 14 days, the CE and SP gametophytes remained similar growth rates and were superior to those observed for BA, whereas during the cultivation for 28 days, gametophytes of BA showed lower rates, the CE had higher rates than the SP. When gametophytes were grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days, CE and BA had higher Fmax, α and Re values than SP, which is expected to algae coming from regions closer to the equator, because they would be more adapted to high irradiances than that occur at high latitudes; the same was observed for gametophytes and tetrasporophytes grown in 150 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days. Gametophytes from CE and BA showed higher values of Ik (fluorescence technique), αETR and Fmax than SP, when cultivated in 150 μmol photons. m-2.s-1 for 14 days. That same irradiance and period, the CE and BA tetrasporophytes had higher α values than SP. Gametophytes From SP grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 had higher FE, FC, AFC and CL content than those grown in 150 μmol photons. m-2.s-1. In other gametophytes (BA and CE) these values were similar in both irradiance. These responses may indicate that gametophytes from CE and BA are further adapted to deal with high irradiances than SP. Gametophytes from SP showed higher concentrations of FE and FC when compared to tetrasporophytes from SP regardless of irradiance. Similar results were observed for the CE, only when grown at 70 μmol photons. m-2.s-1. Gametophytes from CE grown in 150 μmol photons. m-2.s-1, showed lower concentrations of FE and FC that tetrasporophytes. Gametophytes and tetrasporophytes BA showed similar pigment concentration values, regardless of irradiance. In summary, the overall analysis of the results suggests the occurrence of ecotypes for G. caudate along the Brazilian coast and emphasizes the diversity of species and the physiological responses, considering also that these were distinct from tetrasporophytes and gametophytes of the same population. Furthermore, the occurrence of a color variant in nature with different characteristics gives the most common type of species greater capacity against different abiotic adapt. Tetrasporophytes from CE, BA and SP, grown in 70 μmol photons. m-2.s-1 for 28 days, showed similar growth rates, however, when grown in 150 μmol photons. m-2.s-1, CE showed higher rates when compared to the BA and SP, which were very similar

Inicialmente, os cultivos foram desenvolvidos empiricamente e voltados para a produção de alimento humano. Mais tarde, com a descoberta da utilidade dos ficocolóides, os cultivos passaram a ser realizados também para a produção de biomassa para sua extração. Entretanto, sustentabilidade da indústria de macroalgas reside em grande parte nos cultivos, uma vez que os bancos naturais não são suficientes para atender a demanda crescente. Apesar do ágar estar presente nas paredes celulares de espécies de Gracilaria, seu ágar não era explorado comercialmente por apresentar características consideradas inadequadas pela indústria. A descoberta de que a hidrólise alcalina dos grupos sulfato do ágar aumentaria sua força de gel impulsionou a exploração comercial deste gênero. Assim, espécies pertencentes ao gênero Gracilaria são cada vez mais empregadas para a produção de ágar alimentício e a sua tem sido consideravelmente aumentada por meio do desenvolvimento de técnicas de cultivo. Embora a explotação de macroalgas no Brasil tenha se iniciado por volta de 1940, seu impacto social e econômico é reduzido. Estudos sobre a viabilidade de cultivo de macroalgas foram realizados ao longo da costa brasileira, com resultados positivos sobre o potencial de algumas espécies. Apesar disso, o país ainda não possui cultivos de macroalgas em escala comercial. Com base nestes antecedentes, o presente trabalho avaliou o desempenho do cultivo no mar de Gracilaria domingensis e de G. caudata e caracterizou as propriedades do seu ágar (rendimento e qualidade), na Enseada de Armação do Itapocoroy (Penha, Santa Catarina). Os resultados mostraram que o sistema de cultivo testado para ambas espécies é viável na Enseada. O ágar de G. domingensis extraído com CaCl2 apresentou melhores rendimentos e teores de 3,6-anidrogalactose, enquanto a extração com NaOH mostrou ser a mais adequada para G. caudata e ambas espécies mostraram potencial como matéria-prima para extração de ágar alimentício. / Seaweed cultivation in the world began with empirical methodologies to propagate some species utilized as food. Later on, with the discovery of a process to extract and purify agar, it was soon realized that, because of the large volumes needed by a growing industry this activity would only be sustainable if based on mariculture once the natural beds were being depleted. Despite it was known that agar could also be extracted from Gracilaria species, besides the traditional species of Gelidium, that genus yielded a product with lower value. It was only after the discovery that an alkaline treatment could remove part of the sulphate that reduced the gel strength, and therefore improved the agar quality, that the commercial cultivation of Gracilaria species really got momentum and developed continuously. Nowadays, most of the agar produced in the world is based on Gracilaria spp. Although the exploitation of seaweeds for agar production in Brazil started as early as 1940, up to now our production is still very modest due to the limited biomass in the natural beds. Several attempts to cultivate local Gracilaria spp. have been made, some of which with promising results, but a real commercial mariculture never developed in Brazil so far. Based on that we developed this project aiming at the development of viable techniques to cultivate two species of Gracilaria common at the Enseada de Armação do Itapocoroy (Penha, Santa Catarina): Gracilaria domingensis and G. caudata. We also tested different protocols to better extract the agar from the selected species, comparing their yields and quality. Our results show that with some adaptations of the methodologies for cultivation and agar extraction utilized elsewhere it may be possible to make this a viable alternative.

Considerando-se a importância de Gracilaria birdiae e G. caudata como as principais agarófitas coletadas no nordeste brasileiro, e o conhecimento prévio sobre a diversidade fisiológica de suas populações, foram avaliadas as características fenológicas, a diversidade genética e os parâmetros relacionados à fotossíntese de populações selecionadas ao longo da costa brasileira. Durante a realização desse trabalho, foram amostradas quatro populações de Gracilaria birdiae de diferentes estados (RN, CE, PE e BA) e sete populações de G. caudata (RN, CE, PE, PB, BA, ES e SP). Tetrasporófitos foram encontrados em maior número em todas as populações amostradas. Em G. caudata, uma maior proporção de tetrasporófitos foi observada para as populações da região Nordeste, quando comparada às populações da região Sudeste. A ausência de plantas inférteis na maioria das populações amostradas, ou a baixa frequência (G. birdiae, RN, 4%; e G. caudata, RN e PE, 0,95% e SP, 8,57%), indicam a elevada fertilidade das espécies. A presença de gametófitos epífitas em tetrasporófitos foi observada em ambas espécies, entretanto, eles foram predominantes em G. caudata. Os parâmetros da fotossíntese foram avaliados a partir de dados coletados na natureza, com o uso da técnica de fluorescência in vivo da clorofila α. Nos locais onde ambas espécies ocorriam, observou-se que G. caudata apresentou valores elevados de Ik e inferiores de αETR, quando comparada a G. birdiae, sugerindo que essa espécie apresente maior sensibilidade a altos níveis de irradiância. Essas respostas estão de acordo com a posição em que ocupam em relação ao nível de maré: G caudata, sempre numa posição superior em relação à G. birdiae. Tetrasporófitos e gametófitos femininos de ambas espécies do CE apresentaram valores elevados de αETR, sugerindo que estes estão adaptados a irradiâncias elevadas e apresentam mecanismos capazes de evitar danos ao aparato fotossintetizante. A população de G. birdiae do RN apresentou uma diminuição das taxas fotossintetizantes em elevadas irradiâncias (até 500 µmol.fótons.m-2.s-1) atribuída a sua posição inferior no costão, quando comparada às populações da BA e PE, o que poderia indicar uma maior sensibilidade à irradiância em relação às demais. Não foram observadas diferenças nos valores de ETRmax entre as populações do RN e CE para ambas espécies, o que pode ser justificado pela proximidade geográfica. Tetrasporófitos de G. birdiae de coloração esverdeada do CE apresentaram maiores valores de ETRmax, quando comparados aos de coloração vermelha (selvagem), sugerindo uma maior habilidade de indivíduos de coloração esverdeada em utilizar elevadas irradiâncias para a manutenção de seu metabolismo. Essa característica deve representar uma vantagem adaptativa para G. birdiae, uma vez que a ocorrência de espécimes com capacidades fotossintetizantes distintas pode aumentar os espectros de aclimatação da espécie. A diversidade genética foi acessada por meio de marcadores plastidiais (rbcL), mitocondriais (Cox1 e cox2-3), nucleares (SSU) e microssatélites. Um total de 129 sequências de G. birdiae e G. caudata foram amplificadas para os marcadores Cox1, Cox2-3, rbcL e SSU. Sequências de Cox1 (633 pares de base (bp)) foram obtidas para 42 amostras de G. birdiae, e para apenas três amostras de G. caudata, devido a dificuldades de amplificação; uma divergência de 64 bp (10,25%) foi observada entre as espécies. Sequências de rbcL (1571 bp) e de SSU (1769 bp) foram obtidas para: i, uma amostra de G. birdiae da população do RN; e ii, duas amostras de G. caudata, uma do RN e outra da população do ES. Divergências de 61 bp (3,88%) e 4 bp (0,2%) foram observadas entre as espécies para as sequências de rbcL e SSU, respectivamente. Sequências de Cox2-3 (363 bp) foram obtidas para 33 amostras de G. birdiae, e para 48 amostras de G. caudata; uma divergência de 35 bp (8,97%) foi observada entre as espécies. Três haplótipos foram reconhecidos em G. birdiae para as sequências de Cox1 de 0-1 bp (0,15%), enquanto que 5 haplótipos para as sequências de Cox2-3, de 0-3 bp (0,82%), foram identificados em G. caudata. Uma média de sete marcadores tipo microssatélites foram desenvolvidos para G. birdiae e 12 para G. caudata, a partir das diferentes populações amostradas. Cinco loci de microssatélites amplificaram em ambas espécies, no entanto, foram observadas diferenças no tamanho e número de alelos de acordo com a espécie. Para a análise de microssatélites, foi avaliado um total de 248 amostras de G. birdiae (RN, 71; CE, 58; BA, 52; e PE, 67) e 424 de G. caudata (RN, 52; CE, 75; PB, 83; PE, 53; BA, 56; ES, 54; e SP, 51). Em G. birdiae, genótipos multilocus repetidos foram encontrados em três das quatro populações avaliadas (BA, CE e PE). Em G. caudata, essa repetição foi encontrada apenas para as populações da BA e SP, sendo que as demais apresentaram somente genótipos multilocus únicos (CE, RN, PB, PE e ES). As estimativas de diferenciação genética (Fst) em combinação com o Teste de Mantel indicaram a existência de uma correlação entre as distâncias genética e geográfica, tanto para G. birdiae como para G. caudata; entretanto, essa correlação mostrou-se linear apenas para G. caudata. A análise Bayesiana (programa Structure) demonstrou e existência de uma estruturação semelhante para as populações de G. birdiae e G. caudata. Os dois agrupamentos encontrados para ambas espécies têm como limite as populações dos Estados da Bahia e Pernambuco, indicando a existência de uma possível barreira genética não específica. Em síntese, análises moleculares corroboram dados de fotossíntese e indicam a maior variabilidade genética em G. caudata, quando comparada à G. birdiae. Essas análises corroboram ainda a hipótese da existência de uma variação genética relacionada a adaptações ambientais que resultam em alterações moleculares, fisiológicas e fenológicas / Considering the importance of Gracilaria birdiae and G. caudata as the main agarophytes collected in northeastern Brazil, and previous knowledge on the physiological diversity of their populations, phenological characteristics, parameters related to photosynthesis, and genetic diversity were evaluated in populations selected along the Brazilian coast. During this work, were sampled four populations of Gracilaria birdiae (RN, CE, PE, and BA) and seven of G. caudata (RN, CE, PE, PB, BA, ES, and SP). Tetrasporophytes were found in greater numbers in all sampled populations. In G. caudata, a higher proportion of tetrasporophytes was observed for the Northeast populations, compared to the Southeast populations. The absence of infertile plants in most of the sampled populations, or their low frequency (G. birdiae, RN, 4%, and G. caudata, RN and PE, 0.95%, and SP, 8.57%), indicate the high fertility of the species. The presence of epiphytic gametophytes of tetrasporophytes was observed in both species; however, they were prevalent in G. caudata. The photosynthetic parameters were evaluated from data collected in nature, using the in vivo chlorophyll α fluorescence technique. Where both species occurred, G. caudata presented high levels of Ik and lower α ETR, compared to G. birdiae, suggesting that this species may show greater sensitivity to high levels of irradiance. These responses are consistent with the position that they occupy relative to the shore: G caudata, always in a higher position, compared to G. birdiae. Tetrasporophytes and female gametophytes from the CE population of both species showed high levels of ?ETR, suggesting that these are adapted to high irradiance and have mechanisms to prevent damage to the photosynthetic apparatus. The RN population of G. birdiae presented a decrease in photosynthetic rates at high light intensities (up to 500 ?mol.fótons.m-2.s-1) attributed to its lower position on the shore, compared to the BA and PE populations, which could indicate a greater sensitivity to irradiance in relation to others. No differences were observed in ETRmax values between the RN and CE populations for both species, which can be explained by their geographical proximity. The greenish tetrasporophytes of G. birdiae from CE had higher ETRmax values, when compared to the wild-type (red), suggesting a greater ability of the greenish individuals to use high irradiance for maintaining their metabolism. This feature should be considered an adaptive advantage for G. birdiae, since the occurrence of specimens with different photosynthetic capacity may increase the acclimation spectra of the species. Genetic diversity was accessed through plastid markers (rbcL), mitochondrial (cox1 and cox2-3), nuclear (SSU) and microsatellites. A total of 129 sequences of G. birdiae and G. caudata were amplified for the markers cox1, cox2-3, rbcL and SSU. Cox1 sequences (633 base pairs (bp)) were amplified for 42 samples of G. birdiae, and only three samples of G. caudata, due to difficulties in amplification; a difference of 64 bp (10.25%) was observed between species. RbcL sequence (1571 bp) and SSU (1769 bp) were obtained for: i, a sample of G. birdiae from RN; and ii, two samples of G. caudata, one from RN and another from ES. Differences of 61 bp (3.88%) and 4 bp (0.2%) were observed among species for rbcL and SSU sequences, respectively. Cox2-3 sequences (363 bp) were obtained for 33 samples of G. birdiae and 48 samples of G. caudata; a difference of 35 bp (8.97%) was observed between species. Three haplotypes were found in G. birdiae for cox1 sequences, 0-1 bp (0.15%), while 5 haplotypes for were found for cox2-3 sequence of 0-3 bp (0.82%) in G. caudata. An average of seven microsatellites markers were developed for G. birdiae and 12 for G. caudata, from the different sampled populations. Five microsatellite loci amplified on both species; however, there were differences in the size and number of alleles according to species. For the microsatellite analysis, we evaluated a total of 248 samples of G. birdiae (RN, 71, CE, 58; BA, 52; and PE, 67), and 424 of G. caudata (RN, 52, CE, 75; PB, 83; PE, 53; BA, 56; ES, 54, and SP, 51). In G. birdiae, repeated multilocus genotypes were found in three of the four populations evaluated (BA, CE, and PE). In G. caudata, this repetition was found only for the BA and SP populations, the others presented only unique multilocus genotypes (CE, RN, PB, PE, and ES). Estimates of genetic differentiation (Fst) in combination with the Mantel Test indicated that there is a correlation between the genetic and geographic distances, for both G. birdiae and G. caudata; however, this correlation was shown to be linear only for G. caudata. The Bayesian analysis (Structure program) and demonstrated the existence of a similar structure to the populations of G. birdiae and G. caudata. The two groups found for both species have as limit the populations of BA and PE, indicating the existence of a possible non-specific genetic barrier. In summary, molecular analyses corroborate photosynthesis data and indicate a higher genetic variability in G. caudata, compared to G. birdiae. These analyzes confirm yet the hypothesis of a genetic variation related to environmental adaptations that result in molecular, physiological and phenological changes

Considerando-se a importância de Gracilaria birdiae e G. caudata como as principais agarófitas coletadas no nordeste brasileiro, e o conhecimento prévio sobre a diversidade fisiológica de suas populações, foram avaliadas as características fenológicas, a diversidade genética e os parâmetros relacionados à fotossíntese de populações selecionadas ao longo da costa brasileira. Durante a realização desse trabalho, foram amostradas quatro populações de Gracilaria birdiae de diferentes estados (RN, CE, PE e BA) e sete populações de G. caudata (RN, CE, PE, PB, BA, ES e SP). Tetrasporófitos foram encontrados em maior número em todas as populações amostradas. Em G. caudata, uma maior proporção de tetrasporófitos foi observada para as populações da região Nordeste, quando comparada às populações da região Sudeste. A ausência de plantas inférteis na maioria das populações amostradas, ou a baixa frequência (G. birdiae, RN, 4%; e G. caudata, RN e PE, 0,95% e SP, 8,57%), indicam a elevada fertilidade das espécies. A presença de gametófitos epífitas em tetrasporófitos foi observada em ambas espécies, entretanto, eles foram predominantes em G. caudata. Os parâmetros da fotossíntese foram avaliados a partir de dados coletados na natureza, com o uso da técnica de fluorescência in vivo da clorofila α. Nos locais onde ambas espécies ocorriam, observou-se que G. caudata apresentou valores elevados de Ik e inferiores de αETR, quando comparada a G. birdiae, sugerindo que essa espécie apresente maior sensibilidade a altos níveis de irradiância. Essas respostas estão de acordo com a posição em que ocupam em relação ao nível de maré: G caudata, sempre numa posição superior em relação à G. birdiae. Tetrasporófitos e gametófitos femininos de ambas espécies do CE apresentaram valores elevados de αETR, sugerindo que estes estão adaptados a irradiâncias elevadas e apresentam mecanismos capazes de evitar danos ao aparato fotossintetizante. A população de G. birdiae do RN apresentou uma diminuição das taxas fotossintetizantes em elevadas irradiâncias (até 500 µmol.fótons.m-2.s-1) atribuída a sua posição inferior no costão, quando comparada às populações da BA e PE, o que poderia indicar uma maior sensibilidade à irradiância em relação às demais. Não foram observadas diferenças nos valores de ETRmax entre as populações do RN e CE para ambas espécies, o que pode ser justificado pela proximidade geográfica. Tetrasporófitos de G. birdiae de coloração esverdeada do CE apresentaram maiores valores de ETRmax, quando comparados aos de coloração vermelha (selvagem), sugerindo uma maior habilidade de indivíduos de coloração esverdeada em utilizar elevadas irradiâncias para a manutenção de seu metabolismo. Essa característica deve representar uma vantagem adaptativa para G. birdiae, uma vez que a ocorrência de espécimes com capacidades fotossintetizantes distintas pode aumentar os espectros de aclimatação da espécie. A diversidade genética foi acessada por meio de marcadores plastidiais (rbcL), mitocondriais (Cox1 e cox2-3), nucleares (SSU) e microssatélites. Um total de 129 sequências de G. birdiae e G. caudata foram amplificadas para os marcadores Cox1, Cox2-3, rbcL e SSU. Sequências de Cox1 (633 pares de base (bp)) foram obtidas para 42 amostras de G. birdiae, e para apenas três amostras de G. caudata, devido a dificuldades de amplificação; uma divergência de 64 bp (10,25%) foi observada entre as espécies. Sequências de rbcL (1571 bp) e de SSU (1769 bp) foram obtidas para: i, uma amostra de G. birdiae da população do RN; e ii, duas amostras de G. caudata, uma do RN e outra da população do ES. Divergências de 61 bp (3,88%) e 4 bp (0,2%) foram observadas entre as espécies para as sequências de rbcL e SSU, respectivamente. Sequências de Cox2-3 (363 bp) foram obtidas para 33 amostras de G. birdiae, e para 48 amostras de G. caudata; uma divergência de 35 bp (8,97%) foi observada entre as espécies. Três haplótipos foram reconhecidos em G. birdiae para as sequências de Cox1 de 0-1 bp (0,15%), enquanto que 5 haplótipos para as sequências de Cox2-3, de 0-3 bp (0,82%), foram identificados em G. caudata. Uma média de sete marcadores tipo microssatélites foram desenvolvidos para G. birdiae e 12 para G. caudata, a partir das diferentes populações amostradas. Cinco loci de microssatélites amplificaram em ambas espécies, no entanto, foram observadas diferenças no tamanho e número de alelos de acordo com a espécie. Para a análise de microssatélites, foi avaliado um total de 248 amostras de G. birdiae (RN, 71; CE, 58; BA, 52; e PE, 67) e 424 de G. caudata (RN, 52; CE, 75; PB, 83; PE, 53; BA, 56; ES, 54; e SP, 51). Em G. birdiae, genótipos multilocus repetidos foram encontrados em três das quatro populações avaliadas (BA, CE e PE). Em G. caudata, essa repetição foi encontrada apenas para as populações da BA e SP, sendo que as demais apresentaram somente genótipos multilocus únicos (CE, RN, PB, PE e ES). As estimativas de diferenciação genética (Fst) em combinação com o Teste de Mantel indicaram a existência de uma correlação entre as distâncias genética e geográfica, tanto para G. birdiae como para G. caudata; entretanto, essa correlação mostrou-se linear apenas para G. caudata. A análise Bayesiana (programa Structure) demonstrou e existência de uma estruturação semelhante para as populações de G. birdiae e G. caudata. Os dois agrupamentos encontrados para ambas espécies têm como limite as populações dos Estados da Bahia e Pernambuco, indicando a existência de uma possível barreira genética não específica. Em síntese, análises moleculares corroboram dados de fotossíntese e indicam a maior variabilidade genética em G. caudata, quando comparada à G. birdiae. Essas análises corroboram ainda a hipótese da existência de uma variação genética relacionada a adaptações ambientais que resultam em alterações moleculares, fisiológicas e fenológicas / Considering the importance of Gracilaria birdiae and G. caudata as the main agarophytes collected in northeastern Brazil, and previous knowledge on the physiological diversity of their populations, phenological characteristics, parameters related to photosynthesis, and genetic diversity were evaluated in populations selected along the Brazilian coast. During this work, were sampled four populations of Gracilaria birdiae (RN, CE, PE, and BA) and seven of G. caudata (RN, CE, PE, PB, BA, ES, and SP). Tetrasporophytes were found in greater numbers in all sampled populations. In G. caudata, a higher proportion of tetrasporophytes was observed for the Northeast populations, compared to the Southeast populations. The absence of infertile plants in most of the sampled populations, or their low frequency (G. birdiae, RN, 4%, and G. caudata, RN and PE, 0.95%, and SP, 8.57%), indicate the high fertility of the species. The presence of epiphytic gametophytes of tetrasporophytes was observed in both species; however, they were prevalent in G. caudata. The photosynthetic parameters were evaluated from data collected in nature, using the in vivo chlorophyll α fluorescence technique. Where both species occurred, G. caudata presented high levels of Ik and lower α ETR, compared to G. birdiae, suggesting that this species may show greater sensitivity to high levels of irradiance. These responses are consistent with the position that they occupy relative to the shore: G caudata, always in a higher position, compared to G. birdiae. Tetrasporophytes and female gametophytes from the CE population of both species showed high levels of ?ETR, suggesting that these are adapted to high irradiance and have mechanisms to prevent damage to the photosynthetic apparatus. The RN population of G. birdiae presented a decrease in photosynthetic rates at high light intensities (up to 500 ?mol.fótons.m-2.s-1) attributed to its lower position on the shore, compared to the BA and PE populations, which could indicate a greater sensitivity to irradiance in relation to others. No differences were observed in ETRmax values between the RN and CE populations for both species, which can be explained by their geographical proximity. The greenish tetrasporophytes of G. birdiae from CE had higher ETRmax values, when compared to the wild-type (red), suggesting a greater ability of the greenish individuals to use high irradiance for maintaining their metabolism. This feature should be considered an adaptive advantage for G. birdiae, since the occurrence of specimens with different photosynthetic capacity may increase the acclimation spectra of the species. Genetic diversity was accessed through plastid markers (rbcL), mitochondrial (cox1 and cox2-3), nuclear (SSU) and microsatellites. A total of 129 sequences of G. birdiae and G. caudata were amplified for the markers cox1, cox2-3, rbcL and SSU. Cox1 sequences (633 base pairs (bp)) were amplified for 42 samples of G. birdiae, and only three samples of G. caudata, due to difficulties in amplification; a difference of 64 bp (10.25%) was observed between species. RbcL sequence (1571 bp) and SSU (1769 bp) were obtained for: i, a sample of G. birdiae from RN; and ii, two samples of G. caudata, one from RN and another from ES. Differences of 61 bp (3.88%) and 4 bp (0.2%) were observed among species for rbcL and SSU sequences, respectively. Cox2-3 sequences (363 bp) were obtained for 33 samples of G. birdiae and 48 samples of G. caudata; a difference of 35 bp (8.97%) was observed between species. Three haplotypes were found in G. birdiae for cox1 sequences, 0-1 bp (0.15%), while 5 haplotypes for were found for cox2-3 sequence of 0-3 bp (0.82%) in G. caudata. An average of seven microsatellites markers were developed for G. birdiae and 12 for G. caudata, from the different sampled populations. Five microsatellite loci amplified on both species; however, there were differences in the size and number of alleles according to species. For the microsatellite analysis, we evaluated a total of 248 samples of G. birdiae (RN, 71, CE, 58; BA, 52; and PE, 67), and 424 of G. caudata (RN, 52, CE, 75; PB, 83; PE, 53; BA, 56; ES, 54, and SP, 51). In G. birdiae, repeated multilocus genotypes were found in three of the four populations evaluated (BA, CE, and PE). In G. caudata, this repetition was found only for the BA and SP populations, the others presented only unique multilocus genotypes (CE, RN, PB, PE, and ES). Estimates of genetic differentiation (Fst) in combination with the Mantel Test indicated that there is a correlation between the genetic and geographic distances, for both G. birdiae and G. caudata; however, this correlation was shown to be linear only for G. caudata. The Bayesian analysis (Structure program) and demonstrated the existence of a similar structure to the populations of G. birdiae and G. caudata. The two groups found for both species have as limit the populations of BA and PE, indicating the existence of a possible non-specific genetic barrier. In summary, molecular analyses corroborate photosynthesis data and indicate a higher genetic variability in G. caudata, compared to G. birdiae. These analyzes confirm yet the hypothesis of a genetic variation related to environmental adaptations that result in molecular, physiological and phenological changes

Gracilaria caudata J. Agardh is one of the naturally occurring species in Brazil that produce good quality agar. In Rio do Fogo (RN), Brazil, a green variant was discovered in a G. caudata population of predominantly red (wild phenotype) tetrasporophytes. Epiphytes gametophytes on tetrasporophytes have been observed for both strains. Considering the wild and green variant strains in laboratory control conditions, this study: (i) assessed the impacts of epiphyte gametophytes on tetrasporophytes by evaluating the growth rates, the pigment content, and the photosynthetic potential of the tetrasporophytes; (ii) evaluated the amount of time required for the differentiation of cystocarps in free-living gametophytes and epiphyte gametophytes on tetrasporophytes; (iii) evaluated the number of epiphyte gametophytes produced by tetrasporophyte; and (iv) analyzed anatomical aspects of the intersection between the tetrasporophytes and the tetraspores that germinated on the tetrasporophytes. Samples were cultivated for 12 weeks on laboratory conditions. Control samples had epiphyte gametophytes growing on them, while treatment samples had their epiphyte gametophytes removed weekly. Physiological analyses compared control and treatment samples, while anatomical analysis used the control samples only. Considering the tetrasporophyte growth rates before fertility (2nd week), wild strain showed higher values than green variant; however, after 12 weeks, no differences were found between strains or between samples without epiphyte gametophytes. The wild strain produced tetraspores more frequently than the green variant and showed deficiency in phycoerythrin and allophycocyanin. Green variant treatment samples had higher content of allophycocyanin, phycocyanin and phycoerythrin than the control samples. Chlorophyll a was higher in the wild strain, and treatment samples had lower values in comparison to control samples. Epiphyte gametophytes possibly promoted reduction in pigment content of the tetrasporophytes on both strains. Wild strain samples without epiphyte gametophytes had higher photosynthetic efficiency. Epiphyte gametophytes produced cystocarps one week before free-living gametophytes. The amount of epiphyte gametophytes on tetrasporophytes is not different between strains. Epiphyte gametophytes were visible one week before on the wild strain than in the green variant strain. It was found that tetraspores give rise to epiphyte gametophytes through two distinct germination methods: outside or inside the thallus of the tetrasporophyte. Germination outside the tetrasporophyte thallus was more common, produced visible holdfasts and promoted cortex thickening in the cortical region of the tetrasporophyte. Germination inside the tetrasporophyte thallus did not show evidences of holdfasts nor cortex thickening on the tetrasporophytes. Epiphyte gametophytes holdfasts had adjacent cells to the cortex of the tetrasporophytes when they germinate outside the thallus; however, when germination occurred inside the thallus, the connection interface was closer to the medulla of the tetrasporophyte. Epiphyte gametophytes might represent a new life strategy that promotes sexual variability in a population mostly composed of tetrasporophytes. For cultivation purposes, wild tetrasporophytes with epiphyte gametophytes yielded more mass than the variant tetrasporophytes, being the best option for production. However, the green variant without epiphyte gametophytes produced more phycobiliproteins, making it a better option to harvest those substances / Gracilaria caudata J. Agardh é uma das espécies encontradas na costa brasileira que produzem ágar de boa qualidade. Em Rio do Fogo (RN), Brasil, uma linhagem variante verde de G. caudata foi descoberta em uma população composta principalmente por indivíduos de coloração vermelha (fenótipo selvagem). Gametófitos epífitos em tetrasporófitos foram observados para as duas linhagens. Considerando-se as linhagens selvagem e verde em condições controladas de laboratório, este estudo analisou: (i) os impactos dos gametófitos epífitos nos tetrasporófitos por meio de taxas de crescimento, conteúdo pigmentar e potencial fotossintetizante dos tetrasporófitos; (ii) o tempo necessário para a diferenciação de cistocarpos em gametófitos de vida livre e gametófitos epífitos; (iii) o número de gametófitos epífitos produzidos por tetrasporófito; e (iv) aspectos anatômicos da interseção entre tetrasporófitos e gametófitos epífitos. O experimento teve duração de 12 semanas. Amostras controle foram mantidas com seus gametófitos epífitos durante o experimento, enquanto as amostras tratamento tiveram seus gametófitos epífitos removidos semanalmente. Análises fisiológicas compararam amostras controle e tratamento, enquanto que para os estudos anatômicos utilizou-se apenas as amostras controle. A linhagem selvagem apresentou maiores taxas de crescimento que a linhagem verde nas duas primeiras semanas do experimento, quando ainda não estavam férteis; entretanto, após as doze semanas de cultivo, não foram observadas diferenças entre as linhagens tetrasporofíticas. A linhagem vermelha produziu tetrásporos com mais frequência do que a linhagem verde e apresentou deficiência em ficoeritrina e aloficocianina. As amostras tratamento da linhagem verde apresentaram valores maiores de aloficocianina e ficoeritrina do que às do controle. A linhagem selvagem apresentou menores teores de ficoeritrina e aloficocianina quando comparada à linhagem verde. As amostras tratamento da linhagem verde apresentaram maiores valores de aloficocianina, ficocianina e ficoeritrina que as amostras controle da mesma linhagem. A quantidade de clorofila a foi maior na linhagem selvagem, e as amostras tratamento desta linhagem apresentaram valores maiores que às do controle. A presença de gametófitos epífitos promoveu a redução no conteúdo pigmentar nas duas linhagens. Amostras tratamento da linhagem selvagem apresentaram potencial fotossintetizante maior do que amostras controle. A quantidade de gametófitos epífitos não foi diferente entre as linhagens. Gametófitos epífitos produziram cistocarpos uma semana antes do que gametófitos de vida livre. A linhagem selvagem produziu gametófitos epífitas uma semana antes da linhagem verde. A germinação de tetrásporos em tetrasporófitos ocorreu de duas maneiras: antes e após a liberação de tetrásporos. A liberação de tetrásporos seguida da germinação sobre o tetrasporófito foi mais frequente, produziu apressórios e promoveu aumento do número de células no córtex do tetrasporófito. A germinação de tetrásporos dentro do talo do tetrasporófito não apresentou evidências de apressórios ou espessamento da região cortical do tetrasporófito. A porção basal de apressórios de gametófitos epífitos permaneceu adjacente ao córtex do tetrasporófito. Quando a germinação do tetrásporo ocorreu ainda dentro do talo, a interface de conexão das células foi mais próxima da medula do tetrasporófito. Gametófitos epífitos podem representar uma nova estratégia de vida para a espécie por possibilitar a variabilidade por reprodução sexual em uma população predominantemente composta por tetrasporófitos. Para um possível cultivo em larga escala, tetrasporófitos com gametófitos epífitos da linhagem selvagem seriam mais adequados por produzirem mais massa que os da variante verde. Entretanto, se o objetivo for a produção de ficobiliproteínas, a linhagem verde seria a mais indicadaphycoerythrin and allophycocyanin. Green variant treatment samples had higher content of allophycocyanin, phycocyanin and phycoerythrin than the control samples. Chlorophyll a was higher in the wild strain, and treatment samples had lower values in comparison to control samples. Epiphyte gametophytes possibly promoted reduction in pigment content of the tetrasporophytes on both strains. Wild strain samples without epiphyte gametophytes had higher photosynthetic efficiency. Epiphyte gametophytes produced cystocarps one week before free-living gametophytes. The amount of epiphyte gametophytes on tetrasporophytes is not different between strains. Epiphyte gametophytes were visible one week before on the wild strain than in the green variant strain. It was found that tetraspores give rise to epiphyte gametophytes through two distinct germination methods: outside or inside the thallus of the tetrasporophyte. Germination outside the tetrasporophyte thallus was more common, produced visible holdfasts and promoted cortex thickening in the cortical region of the tetrasporophyte. Germination inside the tetrasporophyte thallus did not show evidences of holdfasts nor cortex thickening on the tetrasporophytes. Epiphyte gametophytes holdfasts had adjacent cells to the cortex of the tetrasporophytes when they germinate outside the thallus; however, when germination occurred inside the thallus, the connection interface was closer to the medulla of the tetrasporophyte. Epiphyte gametophytes might represent a new life strategy that promotes sexual variability in a population mostly composed of tetrasporophytes. For cultivation purposes, wild tetrasporophytes with epiphyte gametophytes yielded more mass than the variant tetrasporophytes, being the best option for production. However, the green variant without epiphyte gametophytes produced more phycobiliproteins, making it a better option to harvest those substances

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeandroSC.pdf: 650975 bytes, checksum: 6025a0ab11422614586386d571f936a6 (MD5) Previous issue date: 2008-12-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In recent years, sulfated polysaccharides (SP) from marine algae have emerged as an important class of natural biopolymers with potential pharmacology applications. Among these, SP isolated from the cell walls of red algae have been study due to their anticoagulant,antithrombotic and anti-inflammatory activities. In the present study, three sulfated polysaccharides fractions denominated F1.5v, F2.0v and F3.0v were obtained from seaweed G. caudate by proteolysis followed to acetone fractionation. Gel electrophoresis using 0.05 M 1,3-diaminopropane-acetate buffer, pH 9,0, stained with 0.1% toluidine blue, showed the presence of SP in all fractions. The chemical analysis demonstrated that all the fractions are composed mainly of galactose. These compounds were evaluated in anticoagulant, antioxidant and antiproliferative activities. In anticoagulant activity evaluated through aPTT and PT tests, no one fractions presented anticoagulant activity at tested concentrations (0.1 mg/mL; 1.0 mg/mL; 2.0 mg/mL).The antioxidant activities of the three fractions were evaluated by the following in vitro systems: Total antioxidant capacity, superoxide and hydroxyl radical scavenging, ferrous chelating activity and reducing power. The fractions were found to have different levels of antioxidant activity in the systems tested. F1.5v shows the highest activity, especially in the ferrous chelating system, with 70% of ferrous inhibiting at 1.0 mg.mL-1. Finally, all the fractions showed dose-dependent antiproliferative activity against HeLa cells. The fractions F1.5v and F2.0v presented the highest antiproliferative activity at 2.0 mg/mL with 42.7% and 37.0% of inhibition, respectively. Ours results suggests that the sulfated polysaccharides from seaweed G. caudata are promising compounds in antioxidant and/or antitumor therapy / Nos ?ltimos anos, os polissacar?deos sulfatados de algas marinhas t?m emergido como uma importante classe de biopol?meros naturais com potenciais aplica??es farmacol?gicas. Dentre estas, os polissacar?deos sulfatados de algas vermelhas tem sido extensivamente estudados, principalmente devido seu potencial anticoagulante, antitromb?tico e antiinflamat?rio. Neste estudo, tr?s fra??es de polissacar?deos sulfatados, denominadas F1,5v, F2,0v e F3,0v, foram extra?das da alga vermelha Gracilaria caudata, atrav?s de prote?lise, seguida de fracionamento com acetona. Eletroforese em gel de agarose em Tamp?o PDA mostrou a presen?a de polissacar?deos sulfatados em todas as fra??es. As an?lises qu?micas demonstraram que todas as fra??es s?o compostas principalmente de galactose. Esses compostos foram testados para as atividades anticoagulante, antioxidante e antiproliferativa. Na atividade anticoagulante avaliada atrav?s de kits comerciais de aPTT e PT, nenhuma das fra??es apresentou atividade nas concentra??es testadas (0,1; 0,5 e 1,0 mg/mL). A atividade antioxidante das fra??es polissacar?dicas foi avaliada atrav?s de diversos ensaios in vitro: Capacidade antioxidante total, seq?estro de radical super?xido e hidroxila, quela??o f?rrica e poder redutor. As fra??es apresentaram diferentes n?veis de atividade antioxidante nos sistemas testados. A fra??o F1,5v apresentou a maior atividade antioxidante, principalmente no ensaio de quela??o f?rrica, com cerca de 70,00% de inibi??o na concentra??o de 1,0 mg/mL. Finalmente, todas as fra??es apresentaram atividade antiproliferativa dose-dependente frente a linhagem celular tumoral HeLa. As fra??es F1,5v e F2,0v apresentaram as maiores atividades antiproliferativa na concentra??o de 2,0 mg/mL, com 42,70% e 37,00% de inibi??o da prolifera??o celular em rela??o ao controle. Nossos resultados sugerem que os polissacar?deos sulfatados de G. caudata s?o promissores f?rmacos na terapia antioxidante e/ou antiproliferativa