nÃo hà / Algas marinhas do filo Rhodophyta sÃo fontes naturais de polissacarÃdeos sulfatados que sÃo amplamente utilizados na indÃstria alimentÃcia e na indÃstria farmacÃutica. O presente trabalho teve como finalidade obter os polissacarÃdeos sulfatados totais da alga marinha vermelha Gracilaria caudata (PSG) por extraÃÃo enzimÃtica, determinar a sua estrutura quÃmica e testar o seu potencial antioxidante. As anÃlises quÃmicas revelaram a presenÃa de 85% de aÃÃcares totais e 1% de proteÃnas contaminantes no extrato obtido. AtravÃs de espectrometria de emissÃo Ãptica com plasma (ICP-OES), os PSG apresentaram 0,9% de Ãtomos de enxofre e um grau de sulfataÃÃo de 0,14%. A massa molar mÃdia dos PSG foi determinada por cromatografia em permeaÃÃo em gel (GPC) e mostrou ser da ordem de 116,51 kDa. Os polissacarÃdeos sulfatados totais foram submetidos a testes de caracterizaÃÃo estrutural atravÃs da anÃlise por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier e ressonÃncia magnÃtica nuclear (RMN) de prÃton (1H) e carbono (13C), identificando os PSG como galactana do tipo agarana. A atividade antioxidante in vitro dos PSG foi avaliada atravÃs de testes, tais como, ensaios de eliminaÃÃo do radical DPPH, quelaÃÃo do Ãon ferroso e capacidade antioxidante total. Os resultados indicaram que tais polissacarÃdeos possuem capacidade de sequestrar radicais livres de maneira significativa e concentraÃÃo-dependente. A atividade antioxidante in vivo dos PSG foi avaliada em modelo de estresse oxidativo induzido pelo 2,2â-azobis-2-amidinopropano (AAPH) em ratos, com posterior dosagem de marcadores do sistema antioxidante enzimÃtico, como catalase (CAT) e superÃxido desmutase (SOD), alÃm da quantificaÃÃo de marcadores de dano oxidativo, como nitrito e tiol. O resultado demonstrou uma melhora no desequilÃbrio redox pelo aumento da atividade da CAT e aumento da atividade da SOD, com melhor resposta na dose de 3 mg/kg. Devido a estes resultados, os polissacarÃdeos sulfatados obtidos a partir da alga marinha Gracilaria caudata mostram potencial de virem a ser utilizados na indÃstria alimentÃcia e farmacÃutica. / Red algae are natural sources of sulfated polysaccharides, which are widely used in the food and pharmaceutical industries. This study aims to obtain the total sulfated polysaccharides from the red seaweed Gracilaria caudata (PSG) through enzymatic extraction, determine their chemical structure and their antioxidant potential. Chemical analysis revealed that the obtained extract is comprised of 85% total sugars and 1% of contaminating proteins. Through Inductively Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometry (ICP-OES), the PSG showed a percentage of 0.9% sulfur atoms and a degree of sulfation of 0.14%. The average molar mass of PSG was determined through gel permeation chromatography (GPC) and was determined as 116.51 kDa. The total sulfated olysaccharides were subjected to structural characterization tests through infrared Fourier transform spectroscopy and C13 and H1 Nuclear Magnetic Resonance (NMR) analysis, identifying the PSG as galactan from the agaran type. The in vitro antioxidant activity of PSG was determined using tests such as elimination of DPPH radical, chelation of ferrous ion and total antioxidant capacity. The results indicated that such polysaccharides have the capacity to scavenge free radicals significantly and in a concentration-dependent maner. The in vivo antioxidant activity of PSG was valuated in an oxidative stress model induced by 2,2'-azobis- -amidinopropane (AAPH) in rats, with subsequent dosage of antioxidant enzyme system markers, such as catalase (CAT) and superoxide dismutase (SOD), and the quantitation of oxidative damage markers such as nitrite and thiol. The results showed an improvement in the redox imbalance through increased CAT activity and increased SOD activity with the best response found at a dose of 3 mg / kg. Because of these results, the sulfated polysaccharide obtained from seaweed Gracilaria caudata shows potential for their being used in the food and pharmaceutical industry.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / As algas marinhas sÃo fontes naturais de polissacarÃdeos sulfatados (PSs) detentores de diversas atividades biolÃgicas, incluindo anticoagulante, antitrombÃtica, antinociceptiva e anti-inflamatÃria. O efeito anti-inflamatÃrio dos polissacarÃdeos sulfatados totais (PSTs) da alga marinha vermelha Gracilaria cornea foram relatados anteriormente. Entretanto, seus mecanismos de aÃÃo ainda nÃo sÃo conhecidos. O presente trabalho teve como finalidade esclarecer o mecanismo de aÃÃo envolvido no efeito anti-inflamatÃrio de G. Cornea. Inicialmente, os PSTs foram extraÃdos por digestÃo enzimÃtica e em seguida, fracionados por cromatografia de troca iÃnica em coluna de DEAE-celulose, originando duas fraÃÃes (FI e FII). Foram utilizados ratos Wistar machos (180-250g) para os modelos experimentais in vivo da inflamaÃÃo. O efeito anti-inflamatÃrio da fraÃÃo FI, nas doses 3, 9 e 27 mg kg-1, foi avaliado utilizando o modelo de edema de pata induzido (s.c.) por dextrana, carragenana, histamina, serotonina, composto 48/80, bradicinina ou L-arginina e mensurado por plestismometria. AlÃm disso, foram feitos os ensaios da atividade da mieloperoxidase (MPO), anÃlise da permeabilidade vascular e anÃlise histopatolÃgica dos tecidos subplantares. Em adiÃÃo, foram realizadas anÃlises dos nÃveis da expressÃo gÃnica e proteica dos mediadores inflamatÃrios TNF-α, IL-1β e COX-2 por PCR em tempo real e imunohistoquÃmica, respectivamente. AlÃm disso, investigamos o envolvimento da via heme-oxigenase 1 (HO-1) no efeito anti-inflamatÃrio da FI. Por fim, FI foi testada localmente quanto à atividade prÃ-inflamatÃria, nas doses 3, 9 ou 27 mg kg-1; s.c. intraplantar. Os resultados mostraram que FI (3, 9 ou 27 mg kg-1, s.c.) inibiu o edema de pata induzido pela carragenana (Cg) e dextrana, como confirmados pela reduÃÃo da atividade da MPO e da permeabilidade vascular no tecido da pata, respectivamente. Na anÃlise histopatolÃgica do tecido subplantar, FI (3, 9 ou 27 mg kg-1, s.c) reduziu a migraÃÃo celular e o edema. Em adiÃÃo, FI (9 mg kg-1) inibiu em 62,8% e 64%, respectivamente, os edemas de pata induzidos por histamina e composto 48/80, mas nÃo inibiu os edemas induzidos por serotonina e bradicinina, sugerindo a participaÃÃo da histamina neste efeito. FI (9 mg kg-1) tambÃm inibiu o edema induzido por Cg em animais com mastÃcitos nÃo degranulados, mas nÃo inibiu o edema no grupo de animais com mastÃcitos degranulados pelo composto 48/80, sugerindo que a mesma estabilize membrana de mastÃcitos. AlÃm disso, FI (9 mg kg-1) inibiu em 76,2% o edema induzido por L-arginina e tambÃm diminuiu a expressÃo gÃnica e proteica dos mediadores IL-1β, TNF-α e COX-2 em relaÃÃo ao grupo Cg. Na presenÃa de Zinco Protoporfirina IX (3 mg kg-1; s.c.), FI-Gc (9 mg kg-1) perdeu sua capacidade em inibir o edema induzido por Cg, exercendo assim seu mecanismo de aÃÃo anti-inflamatÃrio atravÃs do envolvimento da via da HO-1. Com relaÃÃo ao efeito prÃ-inflamatÃrio, FI-Gc (3, 9 ou 27 mg kg-1, s.c.) foi capaz de induzir intenso edema com infiltrado de neutrÃfilos, que foi confirmada pelo aumento da atividade da MPO. No entanto, o edema induzido com a dose de 27 mg kg-1 da FI foi inibido por indometacina, dexametasona, pentoxifilina e meclizina, sugerindo assim o envolvimento de prostaglandinas, histamina e citocinas primÃrias no efeito prÃ-inflamatÃrio da FI-Gc. Logo, conclui-se que apesar da FI de G. cornea apresentar efeito prÃ-inflamatÃrio local, possui efeito anti-inflamatÃrio sistemicamente com mecanismo de aÃÃo relacionado com inibiÃÃo da histamina, estabilizaÃÃo de membrana de mastÃcitos, modulaÃÃo gÃnica e proteica dos mediadores IL-1β, TNF-α e COX-2, alÃm da ativaÃÃo da via da HO-1. / Marine algae are natural sources of sulfated polysaccharides possessing several biological activities, including anticoagulant, antithrombotic, antinociceptivo and anti-inflammatory. Anti-inflammatory effects of total sulfated polysaccharides (PSTs) from the red seaweed Gracilaria cornea have been recently reported. However, their mechanisms of action are not clarified. Therefore, this study aimed to clarify some action mechanism involved in anti-inflammatory effect of G. Cornea. Initially, the PSTs were extracted by enzimatic digestion and following fractioned on DEAE-cellulose column, obtaining two fractions (FI - 0.5 M and FII - 0.75 M). Male Wistar rats (150-250g) were used in the in vivo models of inflammation. The anti-inflammatory activity was evaluated using the model of paw edema (s.c.) induced by dextran (500 μg/paw), carrageenan (700 μg/paw), histamine (100 μg/paw), serotonine (20 μg/paw), compound 48/80 (10 μg/paw), bradykinin (30 μg/paw) or L-arginina (15 μg/paw) and measured by plethysmometry. Moreover, the activity of myeloperoxidase (MPO), analysis of the vascular permeability and histological examination of the subplantar tissue were performed. In addition, was performed analysis of expression levels of genic and protein of inflammatory mediators TNF-α, IL-1β e COX-2 by qRT-PCR and immunohistochemistry, respectively. The involvement of heme-oxygenase-1 (HO-1) pathway in anti-inflammatory effect of FI was also investigated. Lastly, FI was locally injected to evaluate its pro-inflammatory activity, at doses of 3, 9 or 27 mg kg-1 per intraplantar subcutaneous (s.c.) route (i.pl.). The results showed that FI (3, 9 or 27 mg kg-1, sc) inhibited the paw edema induced by carrageenan (Cg) and dextran, as confirmed by reduced MPO activity and of the raise of vascular permeability in the paw tissue, respectively. In addition, histological examination of the subplantar tissue, FI (3, 9 or 27 mg kg-1, sc) was able to reduce cell migration and edema. In addition, FI inhibited in 62,8 and 64%, respectively, the paw edema induced by histamine and compound 48/80, but did not inhibit paw edema induced by serotonin and bradykinin, suggesting the participation of histamine in this effect. FI (9 mg kg-1) also inhibited in 76,2% the pawedema induced by L-arginine, a substrate to nitric oxide formation. Additionally, FI (9 mg kg-1, sc) inhibited the Cg-induced edema in animals with intact mast cells, but did not inhibit of those with degranulated mast cells by compound 48/80, revealing a protective role on mast cell membranes. FI down-regulated the IL-1β, TNF-α and COX-2 mRNA and protein levels, compared with Cg group. After inhibition with ZnPP IX, a specific of HO-1 inhibitor, the anti-inflammatory effect of Gc-FI was not observed in Cg-induced paw edema, suggesting thus that the anti-inflammatory effect of Gc-FI is in part dependent on the integrity of the HO-1 pathway. In relation the effect pro-inflammatory, FI (3, 9 ou 27 mg kg-1, sc) was able to induce intense inflammatory process with neutrophil accumulation, as confirmed by increase MPO activity. However, the induced edema at a dose of 27 mg kg-1 of FI was inhibited by indomethacin, dexamethasone, pentoxifylline and meclizine, suggesting the involvement of prostaglandins, histamine and primary cytokines in pro-inflammatory effect of FI. Thus, it is concluded that FI from G. cornea presents pro- and anti-inflammatory activities depending on the administration route, considered a therapeutic agent potential for future studies in inflammatory processes.

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

Relógios endógenos controlam grande parte de processos biológicos através de osciladores bioquímicos que coordenam a sinalização de pistas ambientais até vias metabólicas, permitindo a percepção do tempo e adaptação a mudanças rítmicas. Comportamentos cíclicos diários foram primordialmente descritos em plantas e, mais recentemente, têm fornecido informações valiosas sobre os ciclos de retroalimentação da transcrição e tradução de genes que controlam estes osciladores. O florescimento é um exemplo bem conhecido da importância da percepção do comprimento do dia através do relógio, processo intimamente regulado por fotorreceptores e pelos genes centrais e periféricos do relógio biológico. Em organismos multicelulares há uma combinação específica de genes mais expressa em cada tecido, podendo ter funções, fases e períodos diferentes, o que aumenta a complexidade desse mecanismo. Devido a isso, tem-se buscado modelos alternativos mais simples dentro dos eucariotos fotossintetizantes relacionados às plantas terrestres. Modelos simplificados facilitam, por exemplo, a avaliação da combinação de fatores que induzem o estresse e como o relógio biológico se altera, permitindo a antecipação de mudanças ambientais e sincronização da fisiologia com o meio ambiente. Neste trabalho, verificou-se como o relógio circadiano se ajusta ao estresse em 3 diferentes modelos: Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta), Ostreococcus tauri (Chlorophyta) e Saccharum sp (Embryophyta). Para isso, estabeleceu-se em G. tenuistipitata métodos para avaliação de crescimento e da fluorescência da clorofila de modo automático, comprovando da existência de ritmos circadianos. Além disso, após padronização de genes de referência para normalização das RT-qPCRs, o gene TRX ficou superexpresso durante a primeira hora após o déficit hídrico. Já em O. tauri, onde os genes centrais do relógio são conhecidos, mudanças na expressão de LOV-HK e TOC1 estão relacionadas com maior crescimento em baixa e alta temperatura, respectivamente. Uma combinação específica de luz, temperatura e salinidade pode ser um importante indutor de eflorescências que reflete mudanças transcricionais no oscilador central, o que pode ser comparado às florescências de plantas terrestres. Já em Saccharum sp tolerante à seca, ritmos de fotossíntese e de expressão de CCA1 sofrem mudanças de fase em suas oscilações e transcritos de HVA-22 e DRP são significativamente mais expressos sob dessecação. Em suma, o estresse em Saccharum sp reseta o relógio, aumentando o período de oscilação da fotossíntese. Em O. tauri induz maior crescimento, mantendo as características do relógio. Não foi possível avaliar o efeito do estresse no relógio de G. tenuistipitata, mas ferramentas foram desenvolvidas visando este objetivo. Estudos de respostas do relógio podem fornecer informações valiosas para o entendimento da reprodução e crescimento de organismos com elevado potencial de aplicações biotecnológicas. / Endogenous clocks control a large range of biological processes through biochemical oscillators that coordinate the signaling of environmental cues to metabolic pathways, allowing the perception of time and adjust to rhythmic changes. Cyclical daily behaviors were first noticed in plants and, more recently, revealed information about the transcriptional-translational feedback loops of genes that control these oscillators. Flowering is a well-known process where the perception of day length by the clock is intimately regulated by photoreceptors and by the central and peripheric genes of the biological clock. Multicellular organisms have a tissue-specific combination of expressed clock genes that may have different phase and period, increasing the complexity of this mechanism. Due to this reason, alternative models have been proposed for land plants-related photosynthetic eukaryotes. New models can simplify, for example, which combination of factors induce stress and how the biological clock is altered, allowing the anticipation of environmental changes and synchronization of physiology and environmental factors. This work aimed to verify how the biological clock adjusts to different kinds of stresses in 3 species: Gracilaria tenuistipitata (Rhodophyta), Ostreococcus tauri (Chlorophyta) and Saccharum sp (Embryophyta). Automated measurement techniques for growth rate and photosynthesis were stablished for the red alga. This alga also showed, after establishment of reference genes for RT-qPCRs normalization, an overexpression of TRX during the first hour under water deficit. In O. tauri, where the central clock genes are known, changes in LOV-HK and TOC1 gene expression are related to a higher growth rate under low and high temperatures, respectively. Besides, a specific combination of light, temperature and salinity can be an important trigger of seasonal blooms that causes important transcriptional changes at the central oscillator, what is similar to land plants. In Saccharum sp tolerant to drought, photosynthesis rhythms and CCA1 expression change their phase under simulated water deficit and drought responsive transcripts like HVA-22 and DRP are significantly up-regulated. In short, stress resets the clock in Saccharum sp, increasing the period of photosynthesis oscillation. In O.tauri, it induces a higher growth, keeping clock features. It was not possible to verify clock responses to stress in G.tenuistipitata, but methods to do so were stablished. The biological clock responses to stress can provide invaluable information for the better understanding about the growth and reproduction of organisms with a high biotechnological potential

O uso da metabolômica ambiental tem sido usada para avaliar a interação dos organismos com o ambiente. Apesar do alto impacto que os metais têm no ambiente, essa abordagem analítica ainda está em seu início, em especial para as macroalgas. Como membro do primeiro nível trófico da cadeia alimentar marinha, fornecendo nutrientes e microelementos para os níveis superiores, as macroalgas são um alvo apropriado tanto para o desenvolvimento de ensaios toxicológicos quanto como bioindicador de degradação do ambiente marinho. Também por causa da sua posição na cadeia alimentar, essas macrófitas são consideradas o principal vetor para a magnificação desses elementos tóxicos. Os efeitos tóxicos dos metais sobre o ambiente aquático são documentados e bem conhecidos, mas relacionam principalmente ao desbalanço do potencial redox intracelular e, assim, o estresse oxidativo em organismos vivos. Com o objetivo de compreender a relação das macroalgas com o metal essencial Cu2+ e o metal não essencial Cd2+, a macroalga vermelha Gracilaria domingensis foi selecionada. Após 48h de exposição aos metais em águas do mar sintética e natural, as amostras foram extraídas e analisadas em cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas. Em seguida, os dados foram pré-processados e pré-tratados para serem utilizados nas análises estatísticas multivariadas (AEM) de PCA e OPLS-DA. A G. domingensis exposta aos metais em água do mar sintética não foram significativamente influenciadas, como indicado pela MVA e pela análise de vias. Apesar disso, alterações significativas foram observadas na exposição aos metais em água do mar natural. Os principais resultados para o Cu2+ foram a interação do metabolismo de glicina, serina e treonina com o metabolismo de glioxilato e dicarboxilato. Foi sugerido que a macroalga poderia estar alterando o modo de adquirir carbono para uma via não fotossintetizante, uma vez que essa via está prejudicada na exposição ao metal. Também, o metabolismo de fenilalanina foi impactado por essa exposição, uma vez que é uma via fundamental para sintetizar compostos fenólicos antioxidantes. Por outro lado, apesar de oito vias terem sido identificadas como significativamente alteradas na exposição ao Cd2+, somente o metabolismo de arginina e prolina parece ter sido significativamente influenciado com o objetivo de produzir prolina, um aminoácido reconhecido por suas propriedades antioxidantes e protetoras em organismos estressados por metais. Em conclusão, os metais essenciais e não essenciais parecem ter mecanismos diferentes na tentativa de promover o combate aos danos gerados pela exposição aos metais. / The environmental metabolomics approach has been used to evaluate the interaction of organisms with their environment. Besides the high impact metals have on the environment, this method of analysis is still in its infancy, in special for macroalgae. As members of the first trophic level in the marine food chain, providing nutrients and microelements to upper levels, macroalgae are appropriate target organisms both for the development of toxicological assays and as a bioindicator of marine degradation. Also, because of their marine food chain position, these macrophytes are considered the main vectors to magnify these toxic elements. The toxic effects of metals on the aquatic environment are documented and well known, but regards mainly to the unbalance of intracellular redox potential and, therefore, oxidative stress in living organisms. In order to understand the relationship of macroalgae with the essential metal Cu2+ and the non-essential metal Cd2+, the red macroalga Gracilaria domingensis was chosen. After 48h of metal exposure in synthetic and natural seawater, the samples were extracted and analysed in gas chromatograph coupled to mass spectrometry. Afterward, the data were preprocessed and pretreated for the multivariative analysis (MVA) with PCA and OPLS-DA statistics. G. domingensis exposed to metals in synthetic seawater were not significantly affected, as indicated by MVA and pathway analysis. Though, significant changes were observed on exposure to metals in natural seawater. The main results for Cu2+ were the interlay of glycine, serine and threonine metabolism with glyoxylate and dicarboxylate metabolism. It was suggested that the macroalga could be shifting the metabolism to acquire carbon from a non-photosynthetic pathway, since it is injured on metal exposure. Also, phenylalanine metabolism was impacted by this metal exposure, since it is a pivotal source of phenolic antioxidant compounds. On the other hand, besides eigth pathways were identified as significantly changed on Cd2+ exposure, only arginine and proline metabolism seemed to be significantly affected, in order to produce proline, known for its antioxidative and protective properties in metal stressed organims. In conclusion, essential and non essential metals seem to have distinct mechanism to mitigate the damaged caused by metal exposure.

A alga vermelha Gracilaria tenuistipitata tem sido utilizada como matéria prima para a produção de ágar e também como modelo para estudos fisiológicos e moleculares. Este trabalho analisou estratégias de fotoproteção contra a radiação UV dessa macroalga por meio de abordagens fisiológicas e moleculares, considerando a previsão de incremento de radiação UVB nas zonas tropicais do planeta nos próximos anos. Além disso, a interação entre a radiação UV e o suprimento de N foi também investigada. Essa interação estimulou a síntese de aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) e outros compostos nitrogenados, o que proporciona proteção contra danos no aparato fotossintetizante. O envolvimento de um fotorreceptor para radiação UVA que regule a síntese de MAAs, com o efeito adicional de um segundo fotorreceptor, para radiação UVB é sugerido. Houve uma dependência da dose de radiação UV para aumento de MAAs. O aumento da intensidade da radiação UV causou efeitos negativos nos parâmetros da fotossíntese. Outra abordagem mostrou que a ausência de UVA causou danos ao DNA, com a presença de dímeros de ciclobutano pirimidina após 48 h de exposição à radiação PAR+UVB. Este estudo alerta para a importância da qualidade da radiação de UV e seu efeito biológico efetivo para danos no DNA e na fotoinibição. Fotoliases podem ter sido ativadas para evitar danos no DNA sob tratamentos com a presença de radiação UVA, tal como o sistema de enzimas antioxidantes, os quais desempenharam um papel secundário na fotoproteção da alga. A composição de carotenoides de G. tenuistipitata foi pouco afetada pelos tratamentos com N e UV. Este é o primeiro trabalho a mostrar a presença de anteraxantina em G. tenuistipitata, e se sugere a existência de um ciclo de xantofilas parcial composto por anteraxantina e zeaxantina. Um aspecto adicional foi o papel fotoprotetor de ficoeritrina, observado quando G. tenuistipitata foi tratada na presença de N, com PAR, UVA e UVB. Finalmente, a produtividade de MAAs por G. tenuistipitata foi estimulada sob tratamentos com radiação PAR+UV e suprimento de N, e se propõe que seja realizada uma aplicação em larga escala dessa alga vermelha para uso dessas substâncias como filtros de UV e antioxidantes. Desta forma, G. tenuistipitata foi capaz de lidar com a radiação UV, principalmente quando suprida com N e UVA, obtendo uma fotoproteção eficaz. Uma vez que se espera um aumento do índice de UV na superfície terrestre nos próximos anos, é possível que os organismos em ambientes oligotróficos sofram maiores impactos negativos causados por esta radiação / The red alga Gracilaria tenuistipitata has been used for the production of agar, as well as a model to physiological and molecular studies. This study analysed the photoprotective strategies of this macroalga against UV radiation through physiological and molecular approaches, considering the UV increase in tropical zones predicted by physical models. The interactive role of nitrogen supply and UV radiation was also investigated. The synthesis of mycosporine-like amino acids (MAAs) and other nitrogenous compounds was stimulated by both UVR and nitrogen, providing photoprotection against damages to photosynthetic apparatus. The involvement of a UVA-photoreceptor in the photocontrol of accumulation of MAAs and an additional effect with further activation of a second UVB-photoreceptor were suggested. There was a dependence of UV radiation dosis on MAAs accumulation. The increase of the UV irradiance caused a negative effect on the photosynthetic activity. The absence of UVA radiation caused DNA damage, with presence of cyclobutane-pirimidin dimmers after 48 h of exposure to PAR+UVB. This study shows the importance of light quality in the UV range and the biological effective irradiances to confer DNA damage and photoinhibition. Photolyases could be activated to avoid DNA damages under UVA treatments, as well as the antioxidant system, which had a possible secondary role on the photoprotection mechanisms. Carotenoid composition of G. tenuistipitata was slightly affected by UV and N treatments. This is the first study to show anteraxanthin in G. tenuistipitata, and the existence of a partial xanthophyll cycle is proposed, based on antheraxanthin and zeaxanthin. A further aspect observed was a photoprotective role of phycoerithrin in G. tenuistipitata, under the presence of UVA and UVB plus N supplement. Finally, MAAs productivity of G. tenuistipitata was stimulated under PAR+UV radiation and N supply, and we propose a large-scale application of this red alga for the use of these substances as photoprotector by both UV-screen and antioxidant capacities. Therefore, G. tenuistipitata was able to acclimate to UV radiation, under N-supply and UVA radiation i. e. efficient photoprotection and, considering the foreseen UV increment in the next years, its possible that oligotrophic organisms will suffer more with the negative effects of this radiation

O presente trabalho analisou as fases gametofítica e tetrasporofítica de morfos verde, vermelho e marrons de Gracilaria domingensis em laboratório. A capacidade reprodutiva foi testada considerando-se: i, número de cistocarpos diferenciados; ii, número de carpósporos e tetrásporos liberados; iii, diâmetro desses esporos; e iv, sobrevivência de carpósporos e tetrásporos, esse último em diferentes condições de irradiância, nutrientes, e radiação ultravioleta. A capacidade somática foi testada em diferentes fases do desenvolvimento por meio da análise dos seguintes parâmetros: i, taxas de crescimento em diferentes condições nutricionais; ii, taxas de crescimento em diferentes condições de radiação ultra-violeta; iii, atividade da enzima nitrato redutase em diferentes condições nutricionais; iv, taxas de fotossíntese; e v, síntese de aminoácidos semelhantes a micosporinas (MAAs) em diferentes condições de radiação UV-B. Uma das únicas diferenças observadas na capacidade reprodutiva entre as linhagens foi o maior período de liberação de carpósporos derivados dos cruzamentos envolvendo apenas gametófitos vermelhos. Essa característica disponibilizaria uma maior quantidade de propágulos dessa linhagem, trazendo vantagens competitivas em relação às demais no ambiente natural. Plantas verdes mostraram maiores valores de fotossíntese máxima, maior síntese de MAAs quando expostas à radiação UV-B, e maior teor de proteínas solúveis totais quando comparadas às plantas vermelhas. Essas respostas sugerem adaptações a ambientes oligotróficos e com intensa luminosidade. Foi observada heterose nas linhagens de tetrasporófitos marrons (VmVd ou VdVm) com relação a pelo menos um dos seguintes parâmetros: fotossíntese máxima e eficiência fotossintetizante; taxas de crescimento; conteúdo de proteínas solúveis totais; atividade da NR; e sobrevivência de carpósporos. Esse vigor híbrido, pelo menos quanto a alguns aspectos, favoreceria a manutenção do alelo verde na natureza. As linhagens de tetrasporófitos marrons apresentaram desempenho distinto quando comparadas entre si com relação a sobrevivência de esporos e taxas de crescimento, indicando que os dois genótipos se expressam de forma diferente frente a condições abióticas distintas. O número de carpósporos liberados foi semelhante ao de tetrásporos considerando-se a massa fresca das plantas férteis, porém, a sobrevivência desses últimos foi sempre maior. O desempenho somático e reprodutivo de tetrasporófitos foi maior que o de gametófitos na maior parte das condições testadas, independentemente da linhagem. Esses resultados demonstraram que as diferentes fases do histórico de vida de G. domingensis têm características metabólicas distintas, o que confere às plantas uma maior plasticidade fenotípica. As diferenças detectadas entre as linhagens no presente trabalho foram discretas. Caso as vantagens proporcionadas pelo alelo verde fossem muito superiores às apresentadas pelo alelo vermelho, ou vice-versa, seria esperado que, ao longo do tempo, uma das duas formas excluísse a outra. A coexistência dos morfos, porém, indica que cada um deles deve ocupar um nicho ligeiramente distinto do outro, o que confere à espécie vantagens frente a ambientes heterogêneos e/ou mudanças ambientais, possibilitando uma maior capacidade de adaptação. / This work investigated gametophytic and tetrasporophytic phases of green, red and brown morphs of Gracilaria domingensis in laboratory. The reproductive performance was tested considering the following: i, number of cystocarps produced; ii, number of carpospores and tetraspores released; iii, diameter of these spores; and iv, survival of carpospores and tetraspores in different nutrient, irradiance and UV-B conditions. The somatic performance of different life phases was tested considering the following: i, growth rates on different nutritional conditions; ii, growth rates on different UV-B conditions; iii, nitrate reductase (NR) activity on different nutritional conditions; iv, photosynthetic rates; and v, mycosporine-like amino acids (MAAs) synthesis on different UV-B conditions. Carpospores originated by the cross of red males x red females were released by a longer period of time when compared to the other carpospores strains. This was almost the only difference found in the reproductive performance among different strains, and could make a greater number of the red strain propagules available for settling. This result could represent competitive advantages in the natural environment. Green plants showed greater values of maximum photosynthesis, a greater MAAs synthesis when exposed to UV-B radiation, and greater amounts of total soluble proteins when compared to the red plants. These responses suggest adaptations to high irradiances and oligotrophic environments. Heterosis was observed in one of the two brown tetrasporophyte strains considering, at least, one of the following parameters: maximum photosynthesis and photosynthetic efficiency; growth rates; total soluble proteins content; NR activity; and survival of carpospores. The heterosis related to these aspects could favor the maintenance of the green allele in nature. The two brown tetrasporophytic strains showed different performance considering the survival of spores and growth rates, which indicates that the two genotypes are expressed in different ways depending on the abiotic conditions. The number of spores released was the same for carpospores and tetraspores when expressed by the fresh biomass of the fertile plants. However, survival of tetraspores was always higher. The somatic and reproductive performance of tettrasporphytes were higher than the gametophytes ones for most of the conditions tested, regardless the strain. These results demonstrate that the different life phases of G. domingensis have specific metabolic characteristics, which contributes to a higher phenotypic plasticity of this species. The differences found among the strains were slight. If the green allele promoted very superior advantages when compared to the ones promoted by the red allele, or vice-versa, it would be expected that, within time, one of the two morphs would exclude the other. The coexistence of the morphs, however, indicates that each one of them must occupy a slightly different niche, which provides advantages to the species concerning heterogonous environments, and /or environmental changes, and enable it with a greater adaptative capacity.

Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira é uma das principais espécies de agarófitas coletadas no nordeste brasileiro. Devido a sua importância econômica, novos incentivos visando o manejo adequado das populações naturais e a seleção de linhagens mais produtivas para o cultivo em escala comercial dessa espécie são de extrema necessidade. Para atingir esses objetivos, o presente trabalho avaliou primeiramente a fenologia reprodutiva e o tamanho dos indivíduos de uma população natural de G. birdiae localizada na praia de Rio do Fogo, estado do Rio Grande do Norte, Brasil, durante 12 meses. Em seguida, foram investigados aspectos da diversidade intraespecífica de Gracilaria birdiae cultivadas no mar em três profundidades diferentes de cultivo (30, 50 e 80 cm) e em dois períodos distintos (chuvoso e seco). Para os experimentos de cultivo, foram utilizadas quatro linhagens tetrasporofíticas de Gracilaria birdiae: espécimes de coloração vermelha (vm-CE e vm-RN), marrom-esverdeada (me-CE) e verde (vd-CE). Foram desenvolvidos cultivos de curta (30 dias) e longa (120 dias) duração para a obtenção de informações relacionadas ao crescimento, pigmentos, fotossíntese e polissacarídeos dessas linhagens. A população de G. birdiae selecionada para o estudo fenológico apresentou-se fértil durante o ano todo, com baixa frequência de indivíduos inférteis. Além disso, observou-se que o tamanho dos indivíduos dessa população é influenciado pelas mudanças periódicas do ambiente ocasionadas pelos regimes de chuvas e hidrodinamismo. Durante os experimentos de cultivo no mar, os parâmetros ambientais mostraram diferenças significativas entre as estações (chuvosa e seca). Dentre eles, a transparência da água e os nutrientes foram os que mais estiveram relacionados às variações das TCs das linhagens de G. birdiae. O tempo de cultivo também influenciou nessas taxas, e as reduções observadas durante o cultivo de longa duração estiveram relacionadas ao envelhecimento do talo. De maneira geral, as TCs mais elevadas foram registradas durante o período chuvoso, nas profundidades de 30 e 50 cm. O conteúdo pigmentar antes e após os cultivos apresentou reduções significativas, principalmente durante o período seco, sendo consequência da baixa disponibilidade de nutrientes. O rendimento e os teores de 3,6-anidrogalactose obtidos do ágar das linhagens de G. birdiae não apresentaram diferenças entre as estações e profundidades, nem entre as linhagens. O teor de sulfato foi mais elevado durante a estação seca em determinadas profundidades de acordo com a linhagem em questão. As linhagens de Gracilaria birdiae apresentaram valores de fotossíntese máxima (ETRMax) e irradiância de saturação (Ik) distintos entre as estações, com valores mais baixos durante a estação chuvosa. Esses valores estiveram relacionados à fotoaclimatação das linhagens às condições de baixa luminosidade e sugerem às linhagens de G. birdiae características de plantas de \"sombra\" / Gracilaria birdiae Plastino & E.C. Oliveira is the main agarophyte harvested in northeastern Brazil. Due to its economic importance, new incentives for appropriate management of natural bads and the selection of more productive strains for mariculture are extremely necessary. Therefore, this study first evaluated the reproductive phenology and size of individuals from a natural population of G. birdiae located at Rio do Fogo beach, Rio Grande do Norte state, Northeast, Brazil, for 12 months. Subsequently, we investigated aspects of intraspecific diversity of G. birdiae cultivated in the sea at three different depths (30, 50 and 80 cm) and two seasons (rainy and dry). Four strains of tetrasporophytic plants were used: red (rd-CE, rd-RN), greenish-brown (gbw-CE), and green (Gr-CE). Short (30 days) and long (120 days) cultivations were developed to obtain information related to growth, pigments, photosynthesis and polysaccharides of these strains. The natural population of G. birdiae selected for the phenological study presented fertile individuals throughout the year, with low frequency of infertile individuals. In addition, we observed that the size of the individuals was influenced by seasonal changes of the environment caused by the rains and hydrodynamics. During the cultivation experiments, the environmental parameters showed significant differences between seasons (rainy and dry). Water transparency and nutrients were most related to variations in growth rates of G. birdiae strains. The length of the cultivation period also influenced these rates, and reductions observed during the long-term (120 days) were related to the aging of the thallus. In general, highest growth rates were recorded during the rainy season, at depths of 30 and 50 cm. The pigment content before and after the cultivation had significant reductions, particularly during the dry season, as a result of low nutrient availability. The yield and levels of 3,6-anhydrogalactose obtained from agar of G. birdiae strains did not differ between seasons and depths, neither between strains. The sulfate content was highest during the dry season in some depths, according to strain involved. G. birdiae strains showed values of ETRmax and Ik distinct between seasons, with lower values during the rainy season. These values were related to photoacclimation at lower light conditions and suggest to G. birdiae strains characteristics of shade plants

Constructed wetland treatment systems are environmental-friendly and economic technologies for wastewater treatments. The Dapeng Bay National Scenic Area Administration collected the wastewaters from the salty water aquacultural ponds and community households in the adjacent areas and discharged them into salty water type of constructed wetland treatment systems, which is quite rare in Taiwan presently. According to the surveying result of water quality in these constructed wetland treatment systems in previous study, we found that some species of macroalgae Gracilaria, were existed in some units of the wetland systems. Further, we found that the wastewater treatment efficiencies of the constructed wetland systems could be substantially enhanced by the macroalgae. Reviewing some literatures also confirmed that the macroalgae, Gracilaria, can be effectively applied to aquaculture wastewater treatment because it is able to absorb the nutrients and benefits its own growth. Besides, it can reduce the algal bloom caused by excess nutrients. In this study, we explored the macroalgae Gracilaria¡¦s role in those saline constructed wetland wastewater treatment systems. In the laboratory scale study, a constructed wetland model tank was designed to culture Gracilaria as a way to explore the situation of wastewater treatment. The experimental results showed that when cultured in the still water system, the macroalgae, Gracilaria, was able to increase both of the levels of dissolved oxygen and pH in wastewater. Moreover, when it was cultured in its biomass density of 10 g/L for 4 days, the removal efficiency of chlorophyll-a concentration could ideally reach to 79.10 ¡Ó 7.62 %, while the total nitrogen, and total phosphorus could reach to 47.10 ¡Ó 25.93 % and 60.49 ¡Ó 45.29 % respectively. However, the reduction of ammonia nitrogen concentration was found rather obvious only one day after culture. Whereas, when the species of Gracilaria was cultured in the continuous flow system, we found that there were significant difference in the test result of the turbidity, chlorophyll-a, and BOD in the experimental group with addition of Gracilaria. After testing the concentrutions of chlorophyll-a over a long period of time, we found that the chlorophyll-a concentration were markedly increased when Gracilaria was not added. On the contrary, the chlorophyll-a concentration was remained stably when Gracilaria was added. When it comes to the nitrogen removal, we found that the removal efficiency of ammonia nitrogen in the experimental group could reach up to 92.27 ¡Ó 3.82 % in average. Other than that, it was found obvious decrease of the ammonia nitrogen concentration on the first day of culture. As to the test of soil¡¦s impact on the phosphorus removal, we found that the removal efficiency in the experimental group was higher than the group without soil. Therefore, the removal efficiency was found obviously higher when there was soil. In the continuous flow system, when the species of Gracilaria was added, the removal efficiency of total nitrogen and total phosphorus in the model tank could reach averagely up to 75.23 ¡Ó 2.46 % and 53.96 ¡Ó 11.18 %, respectively. Comparing the experimental results by growth of Gracilaria for water quality with laboratory study and the saline constructed wetland systems in the Dapeng Bay, we found that the removal efficiencies of contaminants and nutrients could be enhanced by Gracilaria.