Estudo comparativo dos efeitos das radiações ultravioleta A e ultravioleta B na organização celular e na fisiologia da macroalga vermelha Acanthophora spicifera coletada em dois ambientes da ilha de Santa Catarina (Lagoa da Conceição e praia de Sambaqui)

• Main Author: Pereira, Débora Tomazi
• Other Authors: Universidade Federal de Santa Catarina
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: 2016
• Subjects: Biologia celular; Radiação ultravioleta; Nutrientes; Macroalgas; Morfologia; Fisiologia; Microscopia
• Online Access: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/168285

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento, Florianópolis, 2016. === Made available in DSpace on 2016-09-20T05:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341074.pdf: 2018767 bytes, checksum: f2c641455c6865e73d4df3b7a69b9e0a (MD5) Previous issue date: 2016 === A intensidade de radiação ultravioleta (RUV) aumenta a cada ano, afetando os organismos de diversas maneiras. Sabe-se que altos níveis de RUVB podem ser danosos aos organismos, principalmente aqueles sésseis, como as algas, que ficam diretamente expostos à radiação, especialmente em maré baixa. Acanthophora spicifera é uma macroalga vermelha de grande importância econômica, produzindo muitos compostos de interesse farmacêutico, além de ser fonte de agarana. O presente estudo avaliou os efeitos biológicos da PAR e da PAR+UVAB na morfologia e fisiologia de A. spicifera coletada em dois ambientes da Ilha de Santa Catarina (Lagoa da Conceição e Praia de Sambaqui) com condições abióticas distintas. Para tanto, foram feitos experimentos, com as águas de cada ambiente, por 7 dias de aclimatação e 7 dias de exposição à RUV (3 horas por dia), seguidos de análises morfológicas, ultraestruturais e fisiológicas. A água coletada na Lagoa da Conceição possuía concentrações de 1,06 ± 0,27 mM de NH4+ (amônio), 8,47 ± 0,01 mM de NO3- (nitrato), 0,17 ± 0,01 mM de PO4-3 (fosfato), salinidade de 30 ups e pH 7,88. Para a Praia de Sambaqui, esses valores foram de 1,13 ± 0,05 mM de NH4+, 3,73 ± 0,01 mM de NO3-, 0,52 ± 0,01 mM de PO4-3, 37 ups e pH 8,55.Foram avaliadas as alterações morfológicas e fisiológicas através das taxas de crescimento (TC) e das microscopias de luz (ML) e eletrônica de transmissão (MET); das concentrações dos pigmentos fotossintetizantes (clorofila a e ficobiliproteínas); da viabilidade celular; da concentração de oxigênio dissolvido (OD) na água; das alterações nos compostos antioxidantes através do perfil carotenoídico e de micosporinas (MAAs), do conteúdo total de fenólicos e da atividade antioxidante (DPPH); e do conteúdo total de proteínas, açúcares solúveis e amido nos talos de A. spicifera dos ambientes e após as exposições à PAR e à RUVAB.Após 7 dias de exposição à PAR e à PAR+RUVAB a alga da Lagoa da Conceição teve um aumento na TC de 5,65 %.dia-1 e 4,05 %.dia-1, respectivamente, comparado com 3,27 %.dia-1 e 0,40 %.dia-1 respectivamente para a alga da Praia de Sambaqui. Maiores concentrações de nutrientes dissolvidos na água, como na Lagoa da Conceição, podem beneficiar o crescimento e respostas metabólicas de algas. Após o experimento, observou-se que os talos de ambos os locais tratados com PAR ficaram despigmentados, mas com crescimento de novos ramos. Os talos coletados na Lagoa da Conceição tratados com PAR+RUVAB apresentaram despigmentação, porém sem presença deviiinovos ramos. Já os talos coletados na Praia de Sambaqui, para o mesmo tratamento, ficaram sem forma definida, com processo de degeneração e despigmentação. Menores disponibilidades de nutrientes dissolvidos na água coletada na Praia de Sambaqui podem explicar essa resposta. Reduções na clorofila a e nas ficobiliproteínas foram verificadas para os tratamentos com PAR, devido à baixa intensidade de luz em laboratório, quando comparada com o ambiente. Uma maior queda nos pigmentos foi verificada para os tratamentos com RUV. Algas cultivadas no tratamento PAR+UVAB mostraram um descréscimo de 37,4 % e 49,4 % na viabilidade celular quando comparadas com amostras dos seus ambientes para a Lagoa da Conceição e Praia Sambaqui, respectivamente. Reação metacromática foi observada nas paredes celulares de todas as amostras, porém em menor intensidade nas que foram expostas à RUV, indicando uma menor quantidade de agarana. Após a exposição à RUV, as células corticais diminuíram de tamanho citoplasmático e apresentaram espessamento da parede celular com microfibrilas de celulose desorganizadas. Concentrações de carotenoides reduziram nas algas da PAR e da PAR+UVAB, em relação ao ambiente, sugerindo a expressão de mecanismos de defesa associados a esses compostos. As maiores quantidades totais de carotenoides foram vistas nas amostras da Lagoa da Conceição. Quanto mais nutrientes disponíveis, mais as chances de se formarem carotenoides. Após exposição à à PAR+UVAB, o conteúdo total de MAAs diminuiu drasticamente, 61,1 % na amostra da Lagoa da Conceição e de 24 % na da Praia de Sambaqui, quando comparados com os controles. A quantidade de MAAs pode ser influenciada por fatores abióticos, como irradiação e nutrientes. Compostos fenólicos são antioxidantes, protegendo contra exposição direta à RUV. As amostras expostas à RUVAB não apresentaram diferenças de fenólicos entre os tratamentos e os locais. Ação antioxidante da alga exposta à RUV foi medida pelo sequestro do radical livre DPPH. Foi verificada uma maior ação na amostra exposta à PAR da Lagoa da Conceição, e uma menor ação na amostra do ambiente deste mesmo local. Todas as outras amostras não apresentaram diferenças estatísticas. Amostras da Lagoa da Conceição tratadas com RUVAB tiveram um aumento significativo no seu teor de proteínas. Por outro lado, a amostra da Praia de Sambaqui tratada com RUV teve o conteúdo total de proteínas diminuído. O aumento das proteínas na amostra da Lagoa pode estar relacionado com a síntese de enzimas antioxidantes. A concentração de açúcares solúveis totais foi mais elevada na amostra exposta à PAR da Praia de Sambaqui. Os grãos de amido das florídeas diminuíram com exposição à RUV para asixamostras de ambos os locais. Este decréscimo pode estar relacionado com a ativação da via de degradação, em busca de recursos para vias de defesa.Pode-se concluir que a RUV em A. spicifera, coletada nos dois ambientes (Lagoa da Conceição e Praia de Sambaqui), degradou os mecanismos de proteção, causando mudanças metabólicas. Porém, o grau de alterações ocorreu de forma mais prejudicial para as amostras da Praia de Sambaqui, onde o estado inicial da alga era mais desfavorável devido à deficiência de nutrientes na água do mar.<br> === Abstract : The intensity of ultraviolet radiation (UVR) increases every year, affecting organisms in different ways. It is known that high levels of UVBR can be harmful to organisms, especially those sessile such as algae, which are directly exposed to radiation, especially at low tide. Acanthophora spicifera is a red macroalgae of great economic importance, producing many compounds of pharmaceutical interest, besides being a source of agarana. This study evaluated the biological effects of PAR and PAR+UVAB in morphology and physiology of A. spicifera collected in two areas of the island of Santa Catarina (Conceição Lagoon and Sambaqui Beach) with different abiotic conditions. To this end, experiments were made with the water in each ambient for 7 days of acclimatization and 7 days of exposure to UVR (3 hours per day), followed by morphological, ultrastructural and physiological analyzes. The water of Conceição Lagoon had concentrations of 1.06 ± 0.27 mM NH4+ (ammonium), 8.47 ± 0.01 mM NO3- (nitrate), 0.17 ± 0.01 mM PO4-3 (phosphate), salinity 30 sup and pH 7.88. For Sambaqui Beach, these values were 1.13 ± 0.05 mM NH4+, 3.73 ± 0.01 mM NO3-, 0.52 ± 0.01 mM PO4-3, 37 sup and pH 8.55.Morphological changes were evaluated by growth rates (GR), light microscopy (LM) and transmission electron microscopy (TEM); the concentration of photosynthetic pigments (chlorophyll a and phycobiliproteins); cell viability; the concentration of dissolved oxygen (DO) in the water; changes in antioxidant compounds through carotenoidic profile and micosporines (MAAs), the total phenolic content and antioxidant activity (DPPH); and the total content of proteins, soluble sugars and starch in stems of A. spicifera ambients and after exposure to PAR and UVABR.After 7 days of exposure to PAR and PAR+UVABR Conceição Lagoon seaweed had an increase in GR of 1 5.65 %.day-1 and 4.05 %.day-1 respectively, compared to 3.27 %.day-1 and 0.40 %.day-1 respectively for seaweed of Sambaqui Beach. Higher concentration of dissolved nutrients in the water as the Conceição Lagoon, can benefit the growth and metabolic responses of algae. After the experiment, it was observed that the stems of both sites treated with PAR were depigmented, but growth of new branches. The Conceição Lagoon of stalks treated with PAR+UVABR showed depigmentation, but without the presence of new branches. Already the stalks of Sambaqui Beach, for the same treatment, were shapeless, with necrosis process and depigmentation. Reduced availability of nutrients dissolved in water ofxiSambaqui Beach can explain this response. Reductions in chlorophyll a and the phycobiliproteins were observed for the treatments with PAR due to low light intensity in the laboratory when compared with the ambient. A greater drop in pigment was observed for the treatment with UVR. Algae grown in the PAR+UVAB treatment showed a decrease of 37.4 % and 49.4 % in cell viability when compared with samples of their ambients to Conceição Lagoon and Sambaqui Beach, respectively. Metachromatic reaction was observed in the cell wall of all samples, but to a lesser degree on who were exposed to UVR, indicating a lower quantity of agarana. After exposure to UVR, the cortical cells had decreased in size and showed thickness of the cell wall cellulose microfibrils with disorganized. Concentrations of carotenoids in algae reduced in PAR and PAR+UVAB and in relation to the ambient, suggesting the expression of defense mechanisms associated with these compounds. The highest total amounts of carotenoids were seen in samples from the lagoon. The more nutrients available, the more the chances of forming carotenoid. After exposure to PAR and PAR+RUVAB, the total content of MAAs decreased dramatically, 61.1 % in Conceição Lagoon sample and 24 % in the Sambaqui Beach, compared with the ambient. The amount of MAAs can be influenced by abiotic factors, such as irradiation and nutrients. Phenolic compounds are antioxidants, protecting against direct exposure to UVR. The samples exposed to UVABR showed no differences between treatments of phenolic and local. Seaweed antioxidant exposed to UVR was measured by the kidnapping of free radical DPPH. A greater share in the sample exposed to PAR Conceição Lagoon, and a minor action in ambient sample of this same site was verified. All other samples did not show statistical differences. Conceição Lagoon samples treated with UVABR had a significant increase in their protein content. On the other hand, the Sambaqui Beach sample treated with UVR was fully reduced protein content. The increase in protein in the sample of the pond may be related to the synthesis of antioxidant enzymes. The high concentration of soluble sugars in the sample exposed to the PAR Sambaqui Beach is related to the high GR. The floridea of starch grains decreased with exposure to UVR for samples from both locations. This decrease can be related to the activation of the degradation in search of resources for defense pathways. It can be concluded that UVR in A. spicifera, collected in both ambients (Lagoa da Conceição and Sambaqui Beach), degraded the protection mechanisms, causing metabolic changes. However, the degree of change was more harmfulxiiform for samples of Sambaqui Beach, where the initial state of the alga was more unfavorable due to nutrient deficiency in seawater.