Cianobactérias são microrganismos que desempenham um papel ecológico fundamental na natureza. O processo de eutrofização em ambientes aquáticos, tais como lagos e reservatórios, constitui um dos principais fatores relacionados à ocorrência de florações de cianobactérias nestes locais. Quatro lagoas presentes no Estado de São Paulo, nas cidades de Campinas, Limeira e Piracicaba foram estudadas visando descobrir a diversidade de cianobactérias presentes, seu potencial para a produção de cianotoxinas e os efeitos destas em organismos aquáticos bioindicadores, como Hydra attenuata. As amostras foram coletadas no mês de setembro de 2010 e divididas em 3 partes: a primeira foi utilizada para extração de DNA de cianobactérias para análises em DGGE, construção de bibliotecas genômicas e amplificação de genes produtores de toxinas; a segunda para a extração de cianotoxinas e análises em LCMS/ MS; e a terceira parte foi usada em ensaios ecotoxicológicos utilizando organismos aquáticos bioindicadores. A análise de DGGE mostrou que o padrão de bandas entre as diferentes amostras ambientais de água pareceu não apresentar grandes variações entre si e mostrou a predominância de poucas UTOs em todas as amostras, o que sugere que nessas localizações algumas espécies são predominantes sobre as outras. A construção de bibliotecas genômica gerou 233 clones, distribuídos da seguinte maneira: 57 clones da lagoa de Limeira, 60 clones da Lagoa do Taquaral, 59 clones da lagoa ESALQ1 e 57 clones da lagoa ESALQ2. Um total de 9 gêneros de cianobactérias foi observado nas amostras das lagoas, os quais são Anabaena, Brasilonema, Cylindrospermopsis, Limnococcus, Microcystis, Nostoc, Pseudanabaena, Synechococcus e Woronichinia. Neste estudo, as lagoas ESALQ2, Taquaral e Limeira apresentaram mais do que 80% da comunidade de cianobactérias avaliadas como sendo do gênero Microcystis. Este fato comprovou que no período analisado estavam ocorrendo florações de Microcystis em 3 das 4 lagoas analisadas. Pela amplificação de genes codificadores de cianotoxinas e cianopeptídeos foi possível detectar a presença de aeruginosina, cianopeptolina, microcistina e saxitoxina nas amostras ambientais. Estes dados foram comprovados através das análises em LC-MS/MS onde foi possível detectar a presença de aeruginosina, cianopeptolina e microcistina. Somente a presença de saxitoxina não foi confirmada por esta análise. Os ensaios toxicológicos com H. attenuata mostraram que todos os extratos foram tóxicos para este organismo teste, com exceção do extrato da lagoa ESALQ2, que causou apenas efeitos sub-letais nestes organismos. / Cyanobacteria are microorganisms that play a crucial ecological role in nature. The process of eutrophication in aquatic environments such as lakes and reservoirs, is one of the main factors related to the occurrence of cyanobacterial blooms in these locations. Four ponds located in the state of São Paulo at Campinas, Limeira and Piracicaba cities were studied in order to explore the diversity of cyanobacteria, their potential for cyanotoxins production and their effects on aquatic organisms as biological indicators, such as Hydra attenuata. The samples were collected in September 2010 and divided into 3 parts: the first one was used for cyanobacterial genomic DNA extraction, DGGE analysis, genomic library construction and amplification of toxinproducing genes; the second was used for the cyanotoxins extraction and LC-MS/MS analysis; and the third part was used in ecotoxicological tests using aquatic bioindicators. DGGE analysis showed that the banding pattern between the different water environmental samples did not seem to vary widely among themselves and showed the dominance of a few UTOs in all samples, suggesting that some species in these locations are predominant over the others. The construction of genomic libraries generated 233 clones, distributed as follow: 57 clones from Limeira lake, 60 clones from Taquaral Lake, 59 clones from ESALQ1 lake and 57 clones from ESALQ2 lake. A total of nine genera of cyanobacteria were observed in samples of the ponds, which are Anabaena, Brasilonema, Cylindrospermopsis, Limnococcus, Microcystis, Nostoc, Pseudanabaena, Synechococcus and Woronichinia.In this study, the lake ESALQ2, Taquaral and Limeira had more than 80% of the community of cyanobacteria assessed as belonging to the genus Microcystis. This fact proved that in the analyzed period the occurring blooms were of Microcystis in three of the four lakes studied. By amplification of genes coding for cyanotoxins and cyanopeptides it was possible to detect the presence of aeruginosin, cyanopeptolin, saxitoxin and microcystin in environmental samples. These data were confirmed by LC-MS/MS analysis and it was possible to detect the production of aeruginosin, cyanopeptolin and microcystin. Only the presence of saxitoxin was not confirmed by this analysis. The toxicological tests with H. attenuata demonstrated that all extracts were toxic to this organism, except the extract of ESALQ2 lake, which caused only sub-lethal effects in these organisms.

Cyanobacterial blooms in lakes impact human health, the economy, and ecosystem health. It is predicted that climate change will promote and increase the frequency and intensity of cyanobacterial blooms due to unique physiological adaptions that allow cyanobacteria to exploit warm stable water bodies. Key cyanobacteria physiological adaptions include nitrogen fixation, buoyancy regulation and higher optimum growth temperatures. The largest uncertainty of predicting the effect of climate change is in understanding how the interactions among species will change. Adding to the ambiguity, cyanobacteria physiological adaptions can vary based on lakespecific ecotypes and can have different sensitivities to temperature. It is critical to understand how cyanobacterial physiological adaptions impact species interactions in order to improve and devise adaptable, short‐term management methods for bloom control. This study investigated how weather patterns and algal buoyancy regulation influence the competition and accumulation of two bloom‐forming buoyant cyanobacteria species (Aphanizomenon flos‐aquae (APFA) and toxin‐forming Microcystis aeruginosa (MSAE)) in Upper Klamath Lake (UKL), Oregon. The focus was confirming the buoyancy rate of the APFA in Upper Klamath Lake and exploring whether short‐term weather conditions could lead to dangerous accumulations of APFA or MSAE. A sensitivity analysis was conducted on the model's buoyancy terms and growth curves to see if the outcome of competition was influenced by these parameters. UKL specific buoyancy rates were measured on APFA from samples taken directly from the lake in the summer of 2015. Tracking software was used to measure APFA movement through water, and individual colony movement was averaged to obtain a single buoyancy rate. There was a high degree of agreement between the calculated APFA buoyancy rate in UKL (0.89 ± 0.34 m hr-1) with the rate published by Walsby (1995; 0.9 ± 0.5 m hr-1). This study investigated how weather patterns and buoyancy regulation influenced the outcome of competition between APFA and MSAE. Weather and water column temperature data were collected from UKL in the summer of 2016. A onedimensional hydrodynamic model was used to calculate the lake's thermal and turbulence structure on days with contrasting weather patterns (hot/cool and windy/calm). A competition model was used to calculate the accumulation of APFA and MSAE cells in regular intervals through the water column under the various weather scenarios. MSAE accumulation was significantly influenced by the thermal and turbulence regimes, but APFA maintained high accumulations under every regime and was the better competitor under every thermal and turbulence regime. MSAE was more negatively impacted by high turbulence than low temperatures. APFA's optimum temperature growth curve was found to be important in determining the outcome of competition between APFA and MSAE. Surprisingly, competition was not sensitive to changes in buoyancy rates. Buoyancy was not found to be a function of algal accumulation under any thermal and turbulence regime. The impacts of climate change and human‐induced enrichment has the potential to change existing patterns of species interactions in lentic systems. Restoration and management efforts should consider the significance of cascading ecological responses to climate change. Understanding how key physiological adaptions operate is the first step to assessing the scope of this impact. While buoyancy might not play a large role in competition in UKL, it might be possible to use mixing to suppress MSAE because it is negatively impacted by high turbulence. If MSAE hot spots become a reoccurring problem in UKL, lakes managers might be able to use localized mixing to suppress MSAE blooms in these problem areas.

CAPES / As cianobactérias se proliferam rapidamente em ambientes eutrofizados e podem ser capazes de sintetizar toxinas que inviabilizam a utilização dos recursos hídricos. A espécie Microcystis aeruginosa apresenta ampla distribuição, além de ser potencial produtora de hepatotoxinas denominadas microcistinas. O risco à saúde humana destas substâncias faz com que os métodos para controle destes microrganismos na água adquiram fundamental importância. De forma a verificar possíveis efeitos inibitórios de compostos fitoquímicos produzidos por macrófitas aquáticas sobre o crescimento e a produção de microcistinas da cianobactéria Microcystis aeruginosa, o presente estudo utilizou extratos hidroalcoólicos de sete espécies de macrófitas aquáticas (Eichhornia azurea, Eleocharis cf. acutangula, Ludwigia cf. peruviana, Myriophyllum cf. aquaticum, Pontederia cordata, Sagittaria montevidensis e Typha domingensis). O meio de cultura ASM-1 foi otimizado em relação ao pH, nitrogênio, fósforo e ferro através de planejamento fatorial. Para o preparo dos extratos, as sete espécies de macrófitas aquáticas foram coletadas, processadas e submetidas ao processo de extração com solução hidroetanólica 80% (v/v). Os extratos obtidos foram liofilizados e aplicados em concentrações conhecidas aos cultivos de M. aeruginosa, em meio ASM-1 otimizado. O monitoramento da concentração celular foi realizado a cada 48 h por 10 dias. As diferenças estatísticas foram avaliadas através do método estatístico ANOVA repeated. A determinação da concentração de microcistina-LR foi realizada nas culturas contendo a concentração de extrato de maior efeito inibitório. Para a verificação de efeitos bacteriostáticos e bactericidas, ao final do período testado, os cultivos foram reinoculados em tubos de ensaio contendo apenas o meio de cultura estéril. Os extratos foram avaliados quanto à presença de metabólitos secundários e à toxicidade aguda sobre Daphnia magna. Os experimentos apresentaram valores de crescimento elevados no meio que continha maiores concentrações de P e Fe. Os extratos inibiram significativamente o crescimento da cepa quando foram aplicados na concentração de 500 mg.L-1, com exceção do extrato obtido a partir de S. montevidensis em que o efeito inibitório sobre as células foi o menor observado. O extrato com maior efeito inibitório foi obtido de partes aéreas de M. cf. aquaticum pois a taxa de inibição foi de 99,1% na concentração de 500 mg.L-1. As análises de microcistina evidenciaram que para o extrato de E. cf. acutangula a redução do crescimento foi acompanhada de aumento na produção de microcistina-LR de 216 para 610 ppb. Nos testes com o extrato de S. montevidensis a concentração de toxina sofreu pouca alteração, aumentando de 216 para 222 ppb. Efeitos bactericidas foram verificados para a exposição aos extratos de E. cf. acutangula, L. cf. peruviana e M. cf. aquaticum, uma vez que após reinoculadas não foram verificados crescimentos celulares. Para os extratos de E. azurea, P. cordata e T. domingensis não foram observados efeitos tóxicos, por outro lado, a maior toxicidade ocorreu para S. montevidensis, pois 100% dos organismos apresentaram imobilidade na concentração de 50 mg.L-1. Considerando os dados de inibição e de toxicidade foi possível constatar que o extrato obtido de L. cf. peruviana apresentou maiores vantagens em sua aplicação. Os resultados obtidos indicam a possibilidade futura da aplicação de extratos para a remediação de florações e mostram, também, a necessidade de investigações fitoquímicas e toxicológicas mais detalhadas no sentido de identificar as substâncias ativas no controle de florações, de forma a potencializar a ação destas e minimizar seus efeitos tóxicos. / Cyanobacteria proliferate rapidly in eutrophic environments and may be able to synthesize toxins that block water resources use. The cyanobacterium Microcystis aeruginosa is widely distributed, being a potential producer of hepatotoxins called microcystins. The risks to human health of these substances demands methods to control these microorganisms in water. In order to investigate possible inhibitory effects of phytochemical compounds produced by aquatic macrophytes on the growth and microcystin production of Microcystis aeruginosa, the present study used aquatic macrophytes hydroalcoholic extracts of seven species (Eichhornia azurea, Eleocharis cf. Acutangula, Ludwigia cf. peruviana, yriophyllum cf. aquaticum, Pontederia cordata, Sagittaria montevidensis and Typha domingensis). The culture medium ASM-1 was optimized with respect to pH, nitrogen, phosphorus and iron through a factorial design. For extracts preparation, the seven species of aquatic macrophytes were collected, processed and submitted to extraction process solution ethanol 80% (v/v). The extracts were lyophilized and applied in known concentrations to cultures of M. aeruginosa, in optimized ASM-1 medium. Cell concentration was determined every 48 h for 10 days. Statistical differences were evaluated using ANOVA repeated. The microcystinLR concentration was determined in cultures containing greater inhibitory effect extract concentration. Evaluation of bacteriostatic and bactericidal effects at the end of tested period, the cultures were reinoculated into test tubes containing only sterile culture medium. The extracts were evaluated for the presence of secondary metabolites and acute toxicity on Daphnia magna. The experiments showed high growth rates in medium containing higher concentrations of P and Fe. Hydroalcoholic extracts inhibited the growth of Microcystis aeruginosa strain, more effective when applied at a concentration of 500 mg L-1, except for tests performed with S. montevidensis in that the mean inhibitory effect on the cells was the lowest observed. The extract with the highest inhibitory effect was obtained from aerial parts of M. cf. aquaticum in which the inhibition rate was 99.1%. The analyzes showed that microcystin for the extract of E. cf. acutangula the greatest cellular inhibition was accompanied by an increase in microcystin-LR production from 216 to 610 ppb. In tests with S. montevidensis extract the concentration of toxin was few changed, increasing from 216 to 222 ppb. Bactericidal effects were observed for exposure to extracts of E. cf. acutangula, L. cf. peruviana and M. cf. aquaticum. For extracts of E. azurea, P. cordata and T. domingensis toxic effects were not observed. The major toxicity was observed for S. montevidensis, in which 100% of organisms presented immobility in concentration of 50 mg.L-1. Considering inhibition and toxicity data was found that L cf. peruviana extract showed more advantages on its application. The results indicate the possibility of future application of extracts for blooms remediation and also show the need for detailed toxicological and phytochemical investigations in order to identify the active compounds in blooms control and minimize their toxic effects.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Potentially toxic cyanobacterial blooms have been frequent in Brazilian lakes and reservoirs, causing economic issues as well as public health risks. In Rio Grande do Sul, a series of five reservoirs in the high course of the River Jacuí form a cascade system. One of the reservoirs, Passo Real, mainly accumulates water for hydroelectrical power generation and also regulates water flow to downstream reservoirs, amongst other uses. Blooms of cyanobacteria have been frequently recorded in this water body, possibly due to the long water residence time, associated to weather conditions and nutrient runoff from intense agricultural activities in the surrounding area. The study described herein aimed to: a) verify patterns of climatic, hydrological and limnological conditions, as well as their relationship with blooms of cyanobacteria; b) describe the yearly circulation regime, and thermal stratification of the water column; c) define the most favourable environmental conditions for the incidence of both dispersive and surface accumulative blooms, and also which species are adapted to each bloom type. 60 phytoplankton samples were taken from Passo Real reservoir between October 2009 and January 2013. Cyanobacteria species were identified and counted to estimate specific density and specific biovolume. Each bloom was assigned to a class: dispersive or surface accumulative. Measurements of solar radiation availability, solar shine, air temperature, rainfall, direction, and velocity of wind were taken, and also weather conditions for the sampling period were recorded. Hydrological (inflow, outflow, altitude, usable volume and residence time) and limnological (transparency, water temperature, pH, electric conductivity, total dissolved solids and chlorophyll-a) variables were also measured. The most influential variables favouring bloom formation were: intense rainfall (>20mm) up to ten days before sampling; air temperature mainly above 15ºC thirty days before sampling; low wind speed (<2m·s-1); high inflow caused by intense rainfall, coinciding with agricultural off season; long water residence time, 132 days on average on months with blooms; warmer temperatures and thermal stratification of the water between October and March. The reservoir was classified as warm monomictic, with only one complete vertical circulation in the winter and thermal stratification in the summer. Dispersive blooms were found when wind speed was above 7,9m·s-1, and surface accumulative blooms occurred when wind speed was below 5,5m·s-1. Species of the genus Dolichospermum were more adapted to produce dispersive blooms, mainly D. crassum and D. circinalis. On the other hand, species of Microcystis were better adapted to surface accumulative blooms, namely M. aeruginosa and M. panniformis, which were also indicator species for this type of bloom. / A ocorrência de florações de cianobactérias potencialmente tóxicas tem sido frequente em lagos e reservatórios no Brasil, ocasionando problemas econômicos e riscos à saúde pública. No Rio Grande do Sul há uma série de cinco reservatórios formando um sistema em cascata no Alto Curso do Rio Jacuí. O reservatório Passo Real compõe esse sistema e tem como principal função acumular água para a geração de energia elétrica e regular vazões para os reservatórios a jusante, servindo também aos demais usos múltiplos da água. Florações de cianobactérias têm sido registradas com frequência neste reservatório, possivelmente pelo longo tempo de residência da água, associado às condições meteorológicas e ao aporte de nutrientes, decorrente da intensa atividade agrícola sobre sua bacia de drenagem. Diante do exposto, objetivouse, neste trabalho: a) verificar a ocorrência de padrões nas condições meteorológicas, hidrológicas e limnológicas e a relação destes com as florações de cianobactérias; b) caracterizar o regime anual de circulação e estratificação térmica da água; e c) determinar quais as condições ambientais para a ocorrência de florações dispersivas e acumulativas em superfície e quais as espécies adaptadas a cada uma das florações. Para isto foram coletadas 60 amostras de fitoplâncton no reservatório Passo Real, entre outubro de 2009 e janeiro de 2013. As cianobactérias foram identificadas, estimada a densidade e o biovolume de cada espécie e as florações foram classificadas como dispersivas ou acumulativas em superfície. Foram determinadas as disponibilidades de radiação solar, brilho solar, temperatura do ar, precipitação pluviométrica, direção e velocidade do vento, assim como as variáveis meteorológicas do período coletado. Variáveis hidrológicas (vazão afluente e defluente, cota altimétrica, volume útil e tempo de residência) e limnológicas (Transparência, temperatura da água, pH, condutividade elétrica, total de sólidos dissolvidos e clorofila-a) foram caracterizadas. Dentre as variáveis meteorológicas, hidrológicas e limnológicas analisadas no período estudado, aquelas que tiveram uma influência favorável para a ocorrência das florações foram: precipitações pluviométricas elevadas (>20mm), registradas até 10 dias antes das coletas; ocorrência de temperatura média do ar diária acima de 15°C nos trinta dias que antecederam as coletas; baixa velocidade do vento (<2m·s-1) nos dias que antecederam as coletas com florações; elevadas vazões afluentes, decorrentes das precipitações elevadas, coincidentes com os períodos de entressafra dos cultivos agrícolas; longo tempo de residência da água, média de 132 dias durante os meses com florações; temperaturas elevadas e estratificação térmica da água no período de outubro a março. O reservatório Passo Real foi classificado como monomítico quente, com apenas uma circulação vertical completa no inverno e estratificação térmica no verão. Florações dispersivas ocorreram em condições de velocidade do vento acima de 7,9m·s-1. Florações acumulativas de superfície ocorreram em condições de velocidade do vento abaixo de 5,5m·s-1. Espécies do gênero Dolichospermum estão melhores adaptadas a formar florações dispersivas, principalmente as espécies D. crassum e D. circinalis. Já espécies do gênero Microcystis estão melhor adaptadas a formar florações acumulativas em superfície, com destaque para M. aeruginosa e M. panniformis, indicadoras deste tipo de floração.

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V?rios procedimentos f?sicos, qu?micos e biol?gicos podem ser usados e combinados para recuperar lagos de flora??es de cianobact?rias, como a aplica??o de um floculante combinado com argila natural ou modificada. No entanto, a efic?cia dos solos de regi?es ?ridas na mitiga??o de flora??es ? desconhecida para lagos artificiais brasileiros. Neste artigo, apresentamos uma an?lise bibliom?trica da evolu??o de publica??es sobre flora??es de cianobact?rias e identificamos registros que diretamente objetivam superar a ocorr?ncia dessas flora??es. Al?m disso, avaliamos, por meio de experimentos laboratoriais, o efeito do uso combinado do floculante policloreto de alum?nio (PAC) e um solo local do entorno do lago (LS), como lastro, no controle de flora??es de cianobact?rias em um lago raso da regi?o semi?rida do Brasil. A pesquisa bibliom?trica foi conduzida com o banco de dados "Web of Science" atrav?s da fun??o de busca ?TS = ((cyanobacteri* or blue green algae or cyanoprokariote or cyanophyceae) and (mass accumulation or bloom or domina*))?, de 1969 a junho de 2016. Realizamos uma an?lise de freq??ncia de palavras-chave e quantificamos o n?mero de registros com uma abordagem de restaura??o. Al?m disso, foram realizadas tr?s s?ries de experimentos em tr?s momentos com flora??es diferentes em composi??o e biomassa no Reservat?rio Armando Ribeiro Gon?alves. Nossa pesquisa revelou que os estudos sobre as flora??es de cianobact?rias aumentaram exponencialmente e seu impacto quantitativo nas ci?ncias aqu?ticas aumentou significativamente ao longo dos anos (F = 97,52; p <0,0001). Os EUA se destacam como a na??o mais produtiva, seguida pela China e pa?ses europeus. A China aumentou impressionantemente sua contribui??o para essa ?rea, superando os EUA nos ?ltimos cinco anos. Estudos sobre Microcystis e toxinas, tais como microcistinas, s?o tend?ncias de investiga??o, devido a sua omnipresen?a e suas consequ?ncias negativas hist?ricas. Tamb?m enfatizamos a necessidade de mais estudos com o objetivo de desenvolver t?cnicas para resolver e/ou mitigar a quest?o das flora??es. Em vista disso, nossos experimentos revelaram que o uso de PAC e LS teve um efeito not?vel na biomassa de cianobact?rias da coluna de ?gua em todas as amostragens, reduzindo at? 90% a concentra??o de clorofila-a. O uso de LS sozinho foi ineficiente para remover a biomassa de algas azuis. Em duas amostragens, a combina??o de floculante e lastro apresentou a mesma efic?cia que o uso apenas de PAC. Mesmo assim, o uso de LS ? importante para garantir a sedimenta??o. Combinado com PAC, o LS foi um lastro t?o eficiente em remover cianobact?rias quanto uma argila modificada comercialmente dispon?vel (Phoslock?). Embora LS in natura tenha liberado quantidades consider?veis de f?sforo e n?o apresentou capacidade de adsor??o de P, tal argila conseguiu adsorver quantidades moderadas de f?sforo dissolvido ap?s a mat?ria org?nica ter sido removida por muflagem. Este estudo mostra que LS ? uma alternativa economicamente vi?vel e sustent?vel para ser utilizada como a??o de manejo em reservat?rios apresentando flora??es na regi?o semi?rida do Brasil. / Artificial eutrophication has been considered a problem of major concern in aquatic ecosystems around the world. Since 1960, scientific advances have been made in order to develop techniques that mitigate the effects of eutrophication. Several physical, chemical and biological procedures can be used and combined to recover lakes from cyanobacterial blooms, such as the application of a flocculant combined with natural or modified clay. However, the efficacy of local dryland soils in mitigating blooms is unknown for Brazilian manmade lakes. In this paper, we present a bibliometric analysis of the evolution of publications about cyanobacterial blooms and identify records that directly aim to overcome the occurrence of these blooms. Also, we evaluate, through laboratory experiments, the effect of the combined use of flocculent polyaluminum chloride (PAC) and a local soil from the lake catchment (LS), as ballast, in controlling cyanobacterial bloom in a shallow lake of the semiarid region of Brazil. The bibliometric research was conducted with the ?Web of Science? database through the search function ?TS = ((cyanobacteri* or blue green algae or cyanoprokariote or cyanophyceae) and (mass accumulation or bloom or domina*))?, from 1969 to June 2016. We performed a keyword frequency analysis and quantified the number of records with a restoration approach. Besides, three sets of experiments were performed in three sampling occasions with different bloom compositions and biomass in Armando Ribeiro Gon?alves Reservoir. Our study revealed that studies about cyanobacterial blooms increased exponentially and their quantitative impact on the aquatic sciences increased significantly along the years (F = 97.52; p < 0.0001). The USA stands out as the most productive nation, followed by China and European countries. China has impressively increased its contribution to this area, surpassing the USA in the last five years. Studies about Microcystis and toxins, such as microcystins, are trends in research, due to their ubiquitousness and historical negative consequences. We also emphasize the need for more studies aiming at developing techniques to solve and/or mitigate the issue of blooms. In view of this, our experiments revealed that the use of PAC and LS had a remarkable effect on cyanobacterial biomass in the water column in all samplings, reducing up to 90% top chlorophyll-a concentration. The use of LS alone was inefficient to settle blue-green-algal biomass. In two samplings, the combination of flocculant and ballast exhibited the same efficacy as the use of solely PAC. Even so, the use of LS is important to ensure sedimentation. Combined with PAC, LS was as efficient a ballast to remove cyanobacteria as a commercially available modified clay (Phoslock?). Althugh LS in natura released considerable amounts of phosphorus and did not present P adsorption capacity, it managed to adsorb some dissolved phosphorus after organic matter was removed through muffling. This study shows that LS is a cheap, feasible and environment-friendly alternative to be used as a management action in reservoirs undergoing blooms in the semiarid region of Brazil.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2016-06-29T14:18:35Z No. of bitstreams: 1 Micheline Kezia Cordeiro de Araujo.pdf: 597014 bytes, checksum: cbc04cbe646fd01acabd409d39e9b8a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-29T14:18:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Micheline Kezia Cordeiro de Araujo.pdf: 597014 bytes, checksum: cbc04cbe646fd01acabd409d39e9b8a1 (MD5) Previous issue date: 2012-02-13 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Evidence of a circadian rhythm in the biosynthesis of microcystins (MC) in Microcystis panniformis Komarek et al. posed a question on how this toxin is released into the environment, since there were no cell lysis to explain the variations of intracellular microcystins. The aims of this study were the investigation of possible variations of intracellular and extracellular microcystins during cycles of 24 hours in M. aeruginosa (Kützing) Kützing, the influence of population density in the concentrations of intracellular and extracellular microcystins and if the release of microcystins in batch-like cultivation happens in an active way. The experiments were performed in triplicate, under controlled laboratory conditions in two independent 24h cycles, light:dark and light:light (12:12h) during the exponential growing phase. It was also analyzed a light:dark cycle during the stationary growing phase under the same conditions. Samples collected in 2 hours intervals were centrifuged and the concentrations of intracellular MC per cell-quota (MCI) and extracellular MC per equivalent cell-quota (MCE), using respectively, pellet and supernatant, were obtained using the ELISA method. The MCI exhibited an endogenous rhythm controlled by time in a period of 24 hours with similar patterns between light:dark and light:light cycles in exponential and stationary growing phases. The MCI in the stationary growing phase were higher than in the exponential growing phase, reaching approximately 4.7 times and 4.9 times higher in the 10 and 14 hours, respectively. The oscillations of MCE were similar in both light:dark cycles of exponential and stationary growing phases. Based on these findings, we came to the conclusion that the release of MCI to the extracellular medium is actively controlled by an endogenous rhythm. The population density is directly related to the MCI increasing, which could be related to a communication similar to “quorum sensing”. / A comprovação de um ritmo circadiano na biossíntese de microcistinas (MC) em Microcystis panniformis Komárek et al. levantou a suspeita quanto à forma de liberação desta toxina no meio circundante, visto que não foram observadas lises celulares que explicassem as variações de microcistinas intracelulares. Os objetivos deste estudo foram investigar as possíveis variações de microcistinas intra e extracelulares durante ciclos de 24 horas em M. aeruginosa, a influência da densidade populacional nas concentrações de microcistinas intra e extracelulares e, se a liberação de microcistinas em cultivos do tipo “batch” ocorre de maneira ativa. Os experimentos foram realizados em tréplicas, sob condições controladas de laboratório, em dois ciclos de 24h independentes: claro:escuro e claro:claro (12:12h) durante a fase exponencial de crescimento. Também foi analisado um ciclo claro:escuro durante a fase estacionária nas mesmas condições. Amostras coletadas a cada 2 horas foram centrifugadas e as concentrações de MC intracelulares por quota celular (MCI) e extracelulares por quota celular equivalente (MCE), utilizando respectivamente, “pellet” e sobrenadante foram obtidas através do método ELISA. As MCI exibiram um ritmo endógeno controlado em função do tempo em um período de 24 horas com padrões similares entre os ciclos claro:escuro e claro:claro nas fases exponencial e estacionária de crescimento. As MCI na fase estacionária foram mais elevadas que na exponencial, chegando cerca de 4,7 e 4,9 vezes maiores nos horários das 10 e 14 horas, respectivamente. As oscilações das MCE foram semelhantes nos ciclos claro:escuro de ambas as fases exponencial e estacionária. Baseado nos resultados encontrados, a liberação das MCI para o meio extracelular ocorre de forma ativa controlada por um ritmo endógeno. A densidade populacional está diretamente relacionada ao aumento das MCI que pode estar relacionada a uma comunicação semelhante a “quorum sensing”.

Submitted by Mario BC (mario@bc.ufrpe.br) on 2017-10-10T12:30:55Z No. of bitstreams: 1 Eduardo de Jesus Fragozo Velasquez.pdf: 3149451 bytes, checksum: 4017d74b21a897c541b75d8d7a58ac50 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-10T12:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo de Jesus Fragozo Velasquez.pdf: 3149451 bytes, checksum: 4017d74b21a897c541b75d8d7a58ac50 (MD5) Previous issue date: 2016-07-20 / The aim of this study was to evaluate the effect of the addition of L-carnitine (LC) on the performance and histology of juvenile liver of Nile tilapia subjected to repeated doses of microcystins (MCs). To this end, lyophilized cells of cyanobacteria (CIAN) Microcystis aeruginosa strain NPJL-4 were included (3.3%) in diets without L-carnitine (CIAN), 1 g Lcarnitine kg-1 (CIAN+LC-1), 2 g of L-carnitine kg-1 (CIAN+LC-2) and without CIAN and LC (CONT). Juvenile Nile tilapia (± 4.8 g initial weight) were distributed in 60L tanks (20 fish / aquarium). The diets were fed for 28 days in three meals a rate of 5% of the biomass so as to provide 1.2 ug MC-LR, g-1/fish/day. On days 0, 3, 7, 14, 21 and 28 samples of liver were collected for histological analysis. The survival and growth performance were not affected (p>0.05) by treatments. The foremost liver injury induced by MC intake was disorganization and necrosis of hepatocytes and pancreatic megalocytosis clutter. We could not find any significant protective effect of L-carnitine in Nile tilapia eating MCs repeatedly. The species showed high resistance to continuous intake of microcystins for 28 days. / No presente estudo foi avaliado o efeito da adição da L-carnitina (LC) sobre o desempenho e histologia do fígado de juvenis de tilápia do Nilo submetidos a repetidas doses de microcistina (MCs). Para isso, células liofilizadas de cianobactérias (CIAN) Microcystis aeruginosa NPJL4 foram incluídas (0,3%) em dietas sem L-carnitina (CIAN), com 1 g de L-carnitina kg-1 (CIAN+LC-1), 2 g de L-carnitina kg-1 (CIAN+LC-2) e sem CIAN e LC (CONT). Juvenis de tilápia do Nilo (±4,8 g de peso inicial) foram distribuídos em aquários de 60L (20 peixes/aquário). As dietas foram fornecidas durante 28 dias em três refeições diárias a taxa de 5% da biomassa de modo a fornecer 1,2 μg de microcistinas g-1 de peixe/dia. Nos dias 0, 3, 7, 14, 21 e 28 os fígados foram coletados para análises histológicas. A sobrevivência e o desempenho zootécnico não foram influenciados (p>0,05) pelos tratamentos. As principais lesões hepáticas induzidas pela ingestão de MCs foi a perda da coesão celular e necrose de hepatócitos, megalocitose e a perda da coesão celular pancreática. Não foi possível verificar nenhum efeito protetor significativo da L-carnitina em tilápias do Nilo ingerindo MCs repetidamente. A espécie demonstrou alta resistência a ingestão contínua de microcistinas por 28 dias.

Cianobactérias são microrganismos que desempenham um papel ecológico fundamental na natureza. O processo de eutrofização em ambientes aquáticos, tais como lagos e reservatórios, constitui um dos principais fatores relacionados à ocorrência de florações de cianobactérias nestes locais. Quatro lagoas presentes no Estado de São Paulo, nas cidades de Campinas, Limeira e Piracicaba foram estudadas visando descobrir a diversidade de cianobactérias presentes, seu potencial para a produção de cianotoxinas e os efeitos destas em organismos aquáticos bioindicadores, como Hydra attenuata. As amostras foram coletadas no mês de setembro de 2010 e divididas em 3 partes: a primeira foi utilizada para extração de DNA de cianobactérias para análises em DGGE, construção de bibliotecas genômicas e amplificação de genes produtores de toxinas; a segunda para a extração de cianotoxinas e análises em LCMS/ MS; e a terceira parte foi usada em ensaios ecotoxicológicos utilizando organismos aquáticos bioindicadores. A análise de DGGE mostrou que o padrão de bandas entre as diferentes amostras ambientais de água pareceu não apresentar grandes variações entre si e mostrou a predominância de poucas UTOs em todas as amostras, o que sugere que nessas localizações algumas espécies são predominantes sobre as outras. A construção de bibliotecas genômica gerou 233 clones, distribuídos da seguinte maneira: 57 clones da lagoa de Limeira, 60 clones da Lagoa do Taquaral, 59 clones da lagoa ESALQ1 e 57 clones da lagoa ESALQ2. Um total de 9 gêneros de cianobactérias foi observado nas amostras das lagoas, os quais são Anabaena, Brasilonema, Cylindrospermopsis, Limnococcus, Microcystis, Nostoc, Pseudanabaena, Synechococcus e Woronichinia. Neste estudo, as lagoas ESALQ2, Taquaral e Limeira apresentaram mais do que 80% da comunidade de cianobactérias avaliadas como sendo do gênero Microcystis. Este fato comprovou que no período analisado estavam ocorrendo florações de Microcystis em 3 das 4 lagoas analisadas. Pela amplificação de genes codificadores de cianotoxinas e cianopeptídeos foi possível detectar a presença de aeruginosina, cianopeptolina, microcistina e saxitoxina nas amostras ambientais. Estes dados foram comprovados através das análises em LC-MS/MS onde foi possível detectar a presença de aeruginosina, cianopeptolina e microcistina. Somente a presença de saxitoxina não foi confirmada por esta análise. Os ensaios toxicológicos com H. attenuata mostraram que todos os extratos foram tóxicos para este organismo teste, com exceção do extrato da lagoa ESALQ2, que causou apenas efeitos sub-letais nestes organismos. / Cyanobacteria are microorganisms that play a crucial ecological role in nature. The process of eutrophication in aquatic environments such as lakes and reservoirs, is one of the main factors related to the occurrence of cyanobacterial blooms in these locations. Four ponds located in the state of São Paulo at Campinas, Limeira and Piracicaba cities were studied in order to explore the diversity of cyanobacteria, their potential for cyanotoxins production and their effects on aquatic organisms as biological indicators, such as Hydra attenuata. The samples were collected in September 2010 and divided into 3 parts: the first one was used for cyanobacterial genomic DNA extraction, DGGE analysis, genomic library construction and amplification of toxinproducing genes; the second was used for the cyanotoxins extraction and LC-MS/MS analysis; and the third part was used in ecotoxicological tests using aquatic bioindicators. DGGE analysis showed that the banding pattern between the different water environmental samples did not seem to vary widely among themselves and showed the dominance of a few UTOs in all samples, suggesting that some species in these locations are predominant over the others. The construction of genomic libraries generated 233 clones, distributed as follow: 57 clones from Limeira lake, 60 clones from Taquaral Lake, 59 clones from ESALQ1 lake and 57 clones from ESALQ2 lake. A total of nine genera of cyanobacteria were observed in samples of the ponds, which are Anabaena, Brasilonema, Cylindrospermopsis, Limnococcus, Microcystis, Nostoc, Pseudanabaena, Synechococcus and Woronichinia.In this study, the lake ESALQ2, Taquaral and Limeira had more than 80% of the community of cyanobacteria assessed as belonging to the genus Microcystis. This fact proved that in the analyzed period the occurring blooms were of Microcystis in three of the four lakes studied. By amplification of genes coding for cyanotoxins and cyanopeptides it was possible to detect the presence of aeruginosin, cyanopeptolin, saxitoxin and microcystin in environmental samples. These data were confirmed by LC-MS/MS analysis and it was possible to detect the production of aeruginosin, cyanopeptolin and microcystin. Only the presence of saxitoxin was not confirmed by this analysis. The toxicological tests with H. attenuata demonstrated that all extracts were toxic to this organism, except the extract of ESALQ2 lake, which caused only sub-lethal effects in these organisms.

Due to eutrophication of aquatic environment, massive growth of algae and cyanobacteria occurs and the seasonal algal bloom is formed. Drinking water treatment plants have to deal with the increased amount of cells as well as organic compounds produced by algae and cyanobacteria (so-called AOM). Moreover, the presence of AOM causes a reduction in the efficiency of coagulation, which is an essential process in drinking water treatment. To increase coagulation efficiency, supportive methods, such as ozone oxidation, are added usually prior to coagulation. While many studies focused on the ozonation of algal and cyanobacterial cells, little is known about the effect of ozonation on AOM. This diploma thesis focused on the evaluation of the effect of ozonation in combination with coagulation on the removal of cellular organic compounds (COM) produced by cyanobacteria Microcystis aeruginosa. The effect of ozonation before or after coagulation on COM removal was investigated. The degradation of microcystins, which are naturally contained in the COM sample, was also monitored. Various ozone doses (1 - 10 mg/L) were tested at three pH values - 5, 7 and 9. Two coagulants were utilized - aluminium sulphate and ferric sulphate. Ozonation removed COM negligibly. However, eliminated microcystins, the degradation...

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