Características ecofisiológicas e prospecção de atividades biológicas e biomoléculas na diatomácea Asterionellopsis glacialis (Castracane) Round

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia de Fungos, Algas e Plantas, Florianópolis, 2014.Manchas decorrentes da acumulação de diatomáceas na zona de arrebentação são comuns em praias arenosas de características dissipativas. O seu aparecimento está correlacionado com fatores ambientais como a passagem de frentes frias quando ventos promovem o aumento da hidrodinâmica praial, ressuspendendo estoques bênticos dessas diatomáceas e acumulando-as próximo à praia. A Praia do Rincão, localizada no município de Içara - SC, e a Praia de Navegantes - SC apresentam acumulações de Asterionellopsis glacialis . A biomassa elevada dessa alga e sua importância central na estrutura trófica marinha chamam a atenção para o estudo dos potenciais da referida alga para fins aplicados. No presente estudo, cepas de A. glacialis foram isoladas, cultivadas e avaliadas quanto a aspectos ecofisiológicos como o comportamento morfológico, alelopatia e taxas de crescimento em diferentes condições; além de potenciais biotecnológicos como a atividade biológica de exsudatos e o teor e perfil de ácidos graxos. As células de A. glacilis em cultivo mostraram deformações, as quais foram amenizadas pelo uso de meios de cultura mais ricos em silício e fósforo. Os exsudatos das cepas não apresentaram efeitos alelopáticos. Os teores de lipídeos foram diferentes entre as cepas e entre meios de cultura. Os valores variaram de 9% a 13,6% em massa seca. Em todas as cepas foram identificados ácidos graxos saturados e ácidos graxos poli-insaturados (ácido eicosapentanóico - EPA e ácidos docosahexaenóico - DHA, este último em uma das cepas). Algumas hipóteses são levantadas para tentar explicar a considerável variação nos teores de lipídeos e no perfil de ácidos graxos entre cepas de uma mesma espécie, sugerindo possibilidade de direcionamento dos cultivos para condições desejadas em termos de teor de lipídeos e perfil de ácidos graxos.Abstract: Spots arising from the accumulation of diatoms in the surf zone are common on sandy beaches dissipative characteristics. Its appearance is correlated with environmental factors such as the passage of cold fronts when winds promote increased praial hydrodynamics, resuspending benthic diatoms and accumulating these stocks them near the beach. The Beach Rincão localized in Içara - SC, and the beach Navegantes - SC, have accumulations of Asterionellopsis glacialis. The high biomass of this alga and its central importance in the trophic structure of marine draw attention to the study of the potential applied to the same purposes. In the present study, strains of A. glacialis were isolated, cultured and evaluated for ecophysiological aspects such as the morphological behavior, allelopathy and growth rates under different conditions; and potential biotechnological and biological activity of exudates and the content and fatty acid profile. A. glacilis cells in culture showed deformation, which were ameliorated by the use of culture media rich in silicon and phosphorus. Exudates of the strains showed no allelopathic effects. The levels of lipids were different between strains and between culture medium. Values ranged from 9% to 13.6% by dry weight. In all strains saturated fatty acids and polyunsaturated (- EPA and docosahexaenoic acid - DHA, the latter in one of the strains eicosapentaenoic acid) fatty acids were identified. Some hypotheses were proposed to try to explain the considerable variation in the levels of lipids and fatty acid profiles among strains of the same species, suggesting the possibility of targeting the desired conditions for crops in terms of lipid content and fatty acid profile

Ecophysiological and biochemical variation of the surf zone diatom asterionellopsis glacialis sensu lato from Santa Catarina, Southern Brazil

Patches formed by dense accumulations of diatoms in the surf zone (surf diatoms) are common on sandy beaches with intermediate to dissipative morphodynamic states. Their appearances are correlated with environmental factors such as the passage of cold fronts when onshore winds increase beach hydrodynamics, resuspending epibenthic stocks and accumulating them through the inner surf zone. In Santa Catarina state, Southern Brazil, two beaches are known to have frequent occurrence of accumulations of the surf diatom Asterionellopsis glacialis sensu lato: Rincão Beach (28°50' S) and Navegantes Beach (26°52' S). The high biomass of this alga and its central importance in the trophic structure of the coastal ecosystems suggest studies about its potential applications. In the present study, strains of A. glacialis were isolated, cultured under different conditions and evaluated for ecophysiological aspects: growth rate under different conditions, potential biological activities of exudates, biomass and lipid content, and fatty acid profile. A. glacialis cells in culture showed deformation, which were ameliorated by using agitation and silicon and phosphorus enriched culture media. Exudates of the strains showed no allelopathic effects, although previous studies have indicated activity. Lipid content showed variation depending on the strain and culture media. Values ranged from 9% to 13.6% by dry weight. In all strains saturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids were identified. Some hypotheses were proposed to explain the variation of the lipid contents, fatty acid profiles and physiological features between strains of the same species. We believe that the fatty acids profile of this primary producer has important consequences in the sandy beach ecology.Manchas formadas por densas acumulações de diatomáceas na zona de arrebentação ("diatomáceas de surf") são comuns em praias arenosas com estados morfodinâmicos dissipativos ou intermediários. Seu aparecimento está correlacionado com fatores ambientais, como a passagem de frentes frias, quando ventos em direção a praia promovem maior hidrodinâmica, gerando ressuspensão de estoques bênticos das diatomáceas, acumulando-as na zona de arrebentação interna. No estado de Santa Catarina, sul do Brasil, duas praias são conhecidas por terem frequente ocorrência de acumulações da diatomácea de zona de arrebentação Asterionellopsis glacialis lato sensu: Praia do Rincão (28 ° 50 'S) e Praia de Navegantes (26 ° 52' S). A alta biomassa desta alga e sua importância central na estrutura trófica dos ecossistemas costeiros sugerem estudos sobre suas potenciais aplicações. No presente estudo, cepas de A. glacialis foram isoladas, cultivadas sob diferentes condições e avaliadas quanto a aspectos ecofisiológicos (taxas de crescimento, atividades biológicas de exsudatos e biomassa) e bioquímicos (conteúdo lipídico e perfil de ácidos graxos). As células de A. glacialis em cultura mostraram deformações, as quais foram melhoradas, usando agitação e meios de cultura ricos em silício e fósforo. O exsudato das cepas não mostrou efeito alelopático nem antimicrobiano, embora estudos anteriores tenham indicado essa atividade. O conteúdo lipídico apresentou variação dependendo da cepa e do meio de cultura utilizado. Os valores variaram entre 9% e 13,6%, em massa seca. Em todas as cepas foram identificados ácidos graxos saturados e poli-insaturados. Algumas hipóteses foram propostas para explicar a variação considerável nos níveis de lipídeos, nos perfis de ácidos graxos e as características ecofisiológicas das cepas. Além disso, sugerimos que o conteúdo e a composição de ácidos graxos pode ter consequências importantes na ecologia das praias arenosas onde A. glacialis ocorre como o principal produtor primário

Ecophysiological and biochemical variation of the surf zone diatom asterionellopsis glacialis sensu lato from Santa Catarina, Southern Brazil

Abstract Patches formed by dense accumulations of diatoms in the surf zone (surf diatoms) are common on sandy beaches with intermediate to dissipative morphodynamic states. Their appearances are correlated with environmental factors such as the passage of cold fronts when onshore winds increase beach hydrodynamics, resuspending epibenthic stocks and accumulating them through the inner surf zone. In Santa Catarina state, Southern Brazil, two beaches are known to have frequent occurrence of accumulations of the surf diatom Asterionellopsis glacialis sensu lato: Rincão Beach (28°50' S) and Navegantes Beach (26°52' S). The high biomass of this alga and its central importance in the trophic structure of the coastal ecosystems suggest studies about its potential applications. In the present study, strains of A. glacialis were isolated, cultured under different conditions and evaluated for ecophysiological aspects: growth rate under different conditions, potential biological activities of exudates, biomass and lipid content, and fatty acid profile. A. glacialis cells in culture showed deformation, which were ameliorated by using agitation and silicon and phosphorus enriched culture media. Exudates of the strains showed no allelopathic effects, although previous studies have indicated activity. Lipid content showed variation depending on the strain and culture media. Values ranged from 9% to 13.6% by dry weight. In all strains saturated fatty acids and polyunsaturated fatty acids were identified. Some hypotheses were proposed to explain the variation of the lipid contents, fatty acid profiles and physiological features between strains of the same species. We believe that the fatty acids profile of this primary producer has important consequences in the sandy beach ecology