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

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A incorporação de fósforo (P) foi avaliada através da técnica de marcador enzimático fluorescente a fim de determinar a atividade da fosfatase alcalina (PA) em dois clones de Phaeodactylum tricornutum (Bohlin), Ub3 e Ub7, isolados de Ubatuba (SP), em Tetraselmis aff. chui (Butcher) e Prorocentrum minimum (Pavillard) J. Schiller, isoladas da Baía de Guanabara (RJ) e na Comunidade Natural da Baía de Guanabara (RJ). A fosfatase alcalina (PA) é uma enzima extracelular associada à membrana que catalisa a hidrólise de compostos orgânicos de fósforo em resposta à limitação de fosfato. Sua análise, a partir do marcador ELF-97, proporciona uma avaliação individual e, portanto, determina as condições nutricionais de fósforo inorgânico em células fitoplanctônicas. Os clones de P. tricornutum apresentaram diferenças no desenvolvimento quando incubados no tratamento P-repleto. O clone Ub7 de P. tricornutum apresentou a maior atividade enzimática quando comparado às demais espécies testadas, em condições P-repletas. Enquanto P. minimum apresentou a maior atividade da fosfatase alcalina em condições P-limitadas. Entre as espécies T. aff. chui e P. minimum, a maior atividade enzimática ocorreu durante a fase estacionária de desenvolvimento, entretanto diferenças foram observadas somente nas menores concentrações de fosfato. P. tricornutum, T. aff. chui e P. minimum, ao longo dos experimentos, utilizaram duas estratégias para incorporação de fosfato, aumentando a atividade da fosfatase alcalina, assim como alterando o biovolume ou a máxima dimensão linear para manter a relação S/V estável. Em P. tricornutum os sítios da atividade enzimática ocorreram na membrana celular, em T. aff. chui encontrados intracelularmente, enquanto em P. minimum observados tanto nas membranas, quanto no interior das células. No experimento realizado com a comunidade natural, houve predomínio das diatomáceas entre todos os grupos e tratamentos; as espécies foram agrupadas nas estratégias adaptativas C e R e classificadas principalmente como R-estrategistas. Os dinoflagelados da Ordem Prorocentrales utilizaram a incorporação do fósforo orgânico como estratégia para obtenção de fósforo em condições limitantes. Entretanto, as diatomáceas apresentaram tal estratégia de forma mais variável. Quanto às prasinofíceas, embora Tetraselmis sp. tenha apresentado baixa atividade enzimática nos experimentos unialgais, as concentrações de fosfato ao longo do experimento não resultaram na utilização de P orgânico para o grupo. Os resultados destacaram as diferenças intra e interespecíficas na atividade da fosfatase alcalina, e, consequentemente, na incorporação de fósforo orgânico, uma vez que as espécies testadas regularam a atividade enzimática de acordo com as diferentes concentrações externas de fosfato. / The incorporation of phosphorus (P) was evaluated by the activity of alkaline phosphatase (AP) as a marker, using a fluorescent probe technique, in order to ascertain the activity of this enzyme in two clones of Phaeodactylum tricornutum (Bohlin), Ub3 and Ub7, isolated from Ubatuba (SP), as well as in Tetraselmis aff. chui (Butcher), Prorocentrum minimum (Pavillard) J. Schiller, originally isolated from the Guanabara Bay (RJ) and Natural community of Guanabara Bay (RJ). Alkaline phosphatase (AP) is an extracellular membrane-associated enzyme that catalyzes the hydrolysis of organic phosphorus compounds in response to the phosphate limitation. Its analysis, from ELF-97 probe, provides an individual evaluation, and therefore determines the nutritional status of inorganic phosphorus in phytoplanktonic cells. Bioassays were performed in triplicate comparing the control treatment Guillard F/2 to both phosphate-enriched and phosphate-depleted conditions by varying only the phosphate concentration in the media for Phaeodactylum tricornutum, Tetraselmis aff. chui, Prorocentrum minimum and Natural community of Guanabara Bay. The P. tricornutum clones showed differences in its development when incubated in the phosphate-enriched media. In this condition, the Ub7 clone presented a different development. The alkaline phosphatase analysis indicated limitations of this clone under such conditions. T. aff. chui and P. minimum showed higher enzymatic activity during the stationary phase, although differences were observed only in the phosphate-depleted treatments. P. tricornutum Ub7 clone showed higher PA activity when compared to the other species, in P-enriched condition. While P. minimum showed higher enzimatic activity in P-depleted conditions. P. tricornutum, T. aff. chui and P. minimum, presented both increases in AP activity and low variation in the S/V ratio, by increasing biovolume and maximum linear dimension, as estrategies for phosphate incorporation. In P. tricornutum the AP sites were observed on the cell membrane, in T. aff. chui the sites were located within the cells, while in P. minimum were found both in membranes as inside the cells. In the experiment carried out with Natural community of Guanabara Bay, there was a predominance of diatoms among all groups and treatments; species were grouped into adaptive strategies C and R. The dinoflagellates of Prorocentrales Order uses the incorporation of organic phosphorus as strategy for obtaining phosphorus in P-depleted conditions. However, wen we consider the diatoms, this strategy is more inconstant. Regarding the Prasinophyceae, the phosphate concentrations throughout the experiment did not result in the use of organic phosphorus in this group. Our results highlighted the differences intra and interspecific in alkaline phosphatase activity and hence in the incorporation of organic phosphorus as the tested species regulated the enzymatic activity under different external phosphate concentrations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A incorporação de fósforo (P) foi avaliada através da técnica de marcador enzimático fluorescente a fim de determinar a atividade da fosfatase alcalina (PA) em dois clones de Phaeodactylum tricornutum (Bohlin), Ub3 e Ub7, isolados de Ubatuba (SP), em Tetraselmis aff. chui (Butcher) e Prorocentrum minimum (Pavillard) J. Schiller, isoladas da Baía de Guanabara (RJ) e na Comunidade Natural da Baía de Guanabara (RJ). A fosfatase alcalina (PA) é uma enzima extracelular associada à membrana que catalisa a hidrólise de compostos orgânicos de fósforo em resposta à limitação de fosfato. Sua análise, a partir do marcador ELF-97, proporciona uma avaliação individual e, portanto, determina as condições nutricionais de fósforo inorgânico em células fitoplanctônicas. Os clones de P. tricornutum apresentaram diferenças no desenvolvimento quando incubados no tratamento P-repleto. O clone Ub7 de P. tricornutum apresentou a maior atividade enzimática quando comparado às demais espécies testadas, em condições P-repletas. Enquanto P. minimum apresentou a maior atividade da fosfatase alcalina em condições P-limitadas. Entre as espécies T. aff. chui e P. minimum, a maior atividade enzimática ocorreu durante a fase estacionária de desenvolvimento, entretanto diferenças foram observadas somente nas menores concentrações de fosfato. P. tricornutum, T. aff. chui e P. minimum, ao longo dos experimentos, utilizaram duas estratégias para incorporação de fosfato, aumentando a atividade da fosfatase alcalina, assim como alterando o biovolume ou a máxima dimensão linear para manter a relação S/V estável. Em P. tricornutum os sítios da atividade enzimática ocorreram na membrana celular, em T. aff. chui encontrados intracelularmente, enquanto em P. minimum observados tanto nas membranas, quanto no interior das células. No experimento realizado com a comunidade natural, houve predomínio das diatomáceas entre todos os grupos e tratamentos; as espécies foram agrupadas nas estratégias adaptativas C e R e classificadas principalmente como R-estrategistas. Os dinoflagelados da Ordem Prorocentrales utilizaram a incorporação do fósforo orgânico como estratégia para obtenção de fósforo em condições limitantes. Entretanto, as diatomáceas apresentaram tal estratégia de forma mais variável. Quanto às prasinofíceas, embora Tetraselmis sp. tenha apresentado baixa atividade enzimática nos experimentos unialgais, as concentrações de fosfato ao longo do experimento não resultaram na utilização de P orgânico para o grupo. Os resultados destacaram as diferenças intra e interespecíficas na atividade da fosfatase alcalina, e, consequentemente, na incorporação de fósforo orgânico, uma vez que as espécies testadas regularam a atividade enzimática de acordo com as diferentes concentrações externas de fosfato. / The incorporation of phosphorus (P) was evaluated by the activity of alkaline phosphatase (AP) as a marker, using a fluorescent probe technique, in order to ascertain the activity of this enzyme in two clones of Phaeodactylum tricornutum (Bohlin), Ub3 and Ub7, isolated from Ubatuba (SP), as well as in Tetraselmis aff. chui (Butcher), Prorocentrum minimum (Pavillard) J. Schiller, originally isolated from the Guanabara Bay (RJ) and Natural community of Guanabara Bay (RJ). Alkaline phosphatase (AP) is an extracellular membrane-associated enzyme that catalyzes the hydrolysis of organic phosphorus compounds in response to the phosphate limitation. Its analysis, from ELF-97 probe, provides an individual evaluation, and therefore determines the nutritional status of inorganic phosphorus in phytoplanktonic cells. Bioassays were performed in triplicate comparing the control treatment Guillard F/2 to both phosphate-enriched and phosphate-depleted conditions by varying only the phosphate concentration in the media for Phaeodactylum tricornutum, Tetraselmis aff. chui, Prorocentrum minimum and Natural community of Guanabara Bay. The P. tricornutum clones showed differences in its development when incubated in the phosphate-enriched media. In this condition, the Ub7 clone presented a different development. The alkaline phosphatase analysis indicated limitations of this clone under such conditions. T. aff. chui and P. minimum showed higher enzymatic activity during the stationary phase, although differences were observed only in the phosphate-depleted treatments. P. tricornutum Ub7 clone showed higher PA activity when compared to the other species, in P-enriched condition. While P. minimum showed higher enzimatic activity in P-depleted conditions. P. tricornutum, T. aff. chui and P. minimum, presented both increases in AP activity and low variation in the S/V ratio, by increasing biovolume and maximum linear dimension, as estrategies for phosphate incorporation. In P. tricornutum the AP sites were observed on the cell membrane, in T. aff. chui the sites were located within the cells, while in P. minimum were found both in membranes as inside the cells. In the experiment carried out with Natural community of Guanabara Bay, there was a predominance of diatoms among all groups and treatments; species were grouped into adaptive strategies C and R. The dinoflagellates of Prorocentrales Order uses the incorporation of organic phosphorus as strategy for obtaining phosphorus in P-depleted conditions. However, wen we consider the diatoms, this strategy is more inconstant. Regarding the Prasinophyceae, the phosphate concentrations throughout the experiment did not result in the use of organic phosphorus in this group. Our results highlighted the differences intra and interspecific in alkaline phosphatase activity and hence in the incorporation of organic phosphorus as the tested species regulated the enzymatic activity under different external phosphate concentrations.