Caracterização estrutural e ultraestrutural do processo de embriogênese de Sargassum Cymosum C. Agardh (Phaeophyceae, Fucales) como modelo de estudo de germinação de algas pardas tropicais e ação da radiação ultravioleta em fases tardias da embriogênese

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2014Sargassum cymosum é uma alga parda da ordem Fucales, conspícua da flora marinha bentônica de regiões tropicais e temperadas. É encontrada, principalmente, nos costões rochosos protegidos, onde podem formar extensos bancos, sendo assim as algas mais representativas em biomassa e um importante representante na dinâmica ecológica destes ambientes costeiros. Estudos desenvolvidos ao longo de vários anos demonstram o interesse nas algas pardas da ordem Fucales como um modelo de estudo do processo de embriogênese. No entanto, muitos trabalhos referentes a estes processos são encontrados somente para espécies do gênero Fucus e Silvetia, algas presentes predominantemente em regiões frias. Sendo assim, o trabalho visou desenvolver estudos iniciais para a produção de um modelo de estudo de desenvolvimento de uma alga parda de regiões tropicais. O desenvolvimento inicial de zigotos e embriões de S. cymosum foi caracterizado e comparado com o padrão de desenvolvimento estabelecido para todas as algas fucóides, apresentando algumas características que diferem dos demais gêneros como: o zigoto permanece aderido ao receptáculo no inicio do desenvolvimento; a segunda divisão celular que forma a celula rizoidal; o eixo polar e fixado 2 horas após a fecundação e; núcleo extremamente pequeno. Quando analisado o envolvimento dos componentes do citoesqueleto neste processo, pode-se indicar que os microtúbulos e os filamentos de actina tem papel importante no desenvolvimento, pois, as amostras tratadas com colchicina sofreram polarização mas, as divisões celulares não foram observadas e, as tratadas com citocalasina B, alem de não dividir, também não sofreram polarização. Alem do citoesqueleto, o sistema de endomenbranas também mostrou-se importante para o desenvolvimento de S. cymosum, pois quando tratados os zigotos com BFA, inibidor dos corpos de Golgi, este processo foi afetado. Tal tratamento afetou o correto funcionamento dos corpos de Golgi, assim, comprometendo a formação de parede celular e membrana celular, importantes para a determinação do eixo polar, afetando diretamente o dimensionamento do crescimento celular. Também contribuiu para a alta taxa de fusão de vesículas de compostos fenólicos, os fisóides. Esta fusão dos fisóides ocupou grande parte do citoplasma impedindo os demais processos citoplasmáticos, afetando diretamente o desenvolvimento desta alga. Alem disto tudo, os zigotos e embriões são estruturas com simplicidade celular, sendo assim, são extremamente sensíveis aos fatores ambientais. Para avaliar tal característica, plântulas jovens de S. cysomum foram tratadas com radiações UVB e UVA, e associação destas radiações. Estes tratamentos afetaram de diferentes formas as plântulas, com alterações nas taxas de crescimento, principalmente, no tratamento PAR+UVB que apresentou o menor valor; alterou levemente a concentração dos diferentes tipos de pigmentos; redução significativa na concentração de compostos fenólicos e; alterações na morfologia ultraestrutural especialmente nas células corticais com, espaçamento da parede celular, degradação dos fisóides e, alterações nos cloroplastos. Desta forma, as alterações nas condições naturais observadas, especialmente com as variações e aumentando da incidência da radiação UV, poderia afetar o recrutamento de S. cymosum em leitos naturais, com mudanças na estrutura da comunidade e redução da abundância da espécie no ambiente.Abstract: Sargassum cymosum is a brown algae of the order Fucales, conspicuous benthic marine flora of tropical and temperate regions. It is found, mainly, in protected rocky shores, where they can form extensive banks, thus being the most representative in algal biomass and a major representative of the ecological dynamics of these coastal environments. Studies conducted over several years show interest in brown algae of the order Fucales as a study model of embryogenesis. However, many papers related to these processes are found only for species of Fucus and Silvetia, algae present predominantly in cold regions. Therefore, the initial development work aimed to produce a model for studying the development of tropical brown alga studies. The initial development of zygotes and embryos of S. cymosum was characterized and compared with the established pattern of development for all fucodes algae, presenting some features that differ from other genres such as: the zygote remains attached to the receptacle at the beginning of development; the second cell division that forms the rhizodalccell; the polar axis and fixed 2 h after fertilization and; extremely small nucleous. When examined the involvement of cytoskeletal components in this process, could indicate that microtubules and actin filaments plays an important role in development, for the samples treated with colchicine undergone polarization but cell divisions were observed, and the treated with cytochalasin B, in addition to no cell divisions, did not suffer polarization. Besides cytoskeletal, the endomembranas system also proved important for the development of S. cymosum because when treated the zygotes with BFA, inhibitor of Golgi bodies, this process is affected. Such treatment affected the correct functioning Golgi bodies, thus jeopardizing the cell wall formation and of membrane cellular, important for determining the polar axis, directly affecting the sizing of cell growth. Also contributed to the high rate of vesicle fusion of phenolic compounds, fisodes. This fusion of fisóides occupied much of the cytoplasm, preventing other cytoplasmic processes, directly affecting the development of this alga. Besides all this, zygotes and embryos are cell structures with simplicity, therefore, are extremely sensitive to environmental factors. To evaluate this characteristic, young plants of S. cysomum were treated with UVB and UVA radiation, and combination of these radiations. These treatments affected differently seedlings with changes in growth rates, especially in the treatment PAR + UVB showed the lowest value; slightly alter the concentration of different types of pigments; significant reduction in the concentration of phenolic compounds and; changes in ultrastructural morphology especially in cortical cells with spacing of cell wall degradation fisodes and changes in chloroplasts. Thus, the observed changes in natural conditions, especially with the variations and increasing the incidence of UV radiation could affect the recruitment of S. cymosum in natural beds with changes in community structure and reduction of species abundance in the environment

Cultivation of the red seaweed Kappaphycus alvarezii using biofloc effluent

The aim of this work was to evaluate the use of effluent from a Biofloc System (BFT) as a fertilizer for the red seaweed Kappaphycus alvarezii cultivated in tanks and analyze its influence on carrageenan yield and quality. Firstly, the optimum effluent concentration and period for enrichment were determined by an in vitro study. The seedlings were then cultivated for 7 days in two different culture media: 50% von Stosch solution (V) and 25% BFT (B), both diluted in sterilized seawater. Seaweeds cultivated only in sterilized seawater were used as a control (C). After this period, all plants were grown in only sterilized seawater for a further 28 days. Seedlings from V (1.05 +/- 0.02% day(-1)) and B (1.13 +/- 0.01% day(-1)) showed no significant differences in growth rates, being both higher than the control (0.91 +/- 0.06% day(-1)). Seedlings from V and B also removed a greater quantity of nitrate (58.39% and 22.97%, respectively). Seedlings from V removed 100% phosphate, while those from B removed 83.58%. The tissue nitrogen content was higher only in the V. Although no significant differences were observed among treatments in the carrageenan yield, significantly higher gel strength and viscosity were observed in B (248.85 g cm(-2) and 19.89 mPa s, respectively). According to the results, BFT effluent can be used to replace von Stosch solution to grow K. alvarezii in tanks. At the same time, the seaweed, together with bacteria and microalgae from the effluent, can be an effective biofilter in IMTA systems using bioflocs.Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPq)Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnologico (CNPQ) [308631/2017-0