Morphological and molecular studies of Sphaerospermopsis torques-reginae (Cyanobacteria, Nostocales) from South American water blooms

Sphaerospermopsis torques-reginae (Komarek) Werner, Laughinghouse IV, Fiore & Sant'Anna comb. nov. was originally described as Anabaena torques-reginae Komarek from planktonic populations of Cuban eutrophic environments, characterized by twisted trichomes with spherical akinetes adjacent to the heterocytes. Recently, using molecular analyses, all planktonic Anabaena Bory ex Bornet & Flahault morphospecies were transferred into the genus Dolichospermum (Ralfs ex Bornet & Flahault) Wacklin el al., including Dolichospermum torques-reginae (Komarek) Wacklin et al. However, by a polyphasic characterization of strains of Anabaena reniformis Lemmermann and Aphanizomenon aphanizomenoides (Forti) Horecka & Komarek (=Anabaena aphanizomenoides Forti), these planktonic species were reclassified into Sphaerospermopsis Zapomelova et al. Our study's main objective was to characterize morphologically and molecularly cyanobacterial populations identified as Dolichospermum torques-reginae, observed in different aquatic ecosystems in South America. The 16S rRNA gene of two Dolichospermum torques-reginae strains (ITEP-024 and ITEP-026) was sequenced and phylogenetically analyzed for the first time. The morphological and phylogenetic analyses demonstrated the affiliation of the studied populations with the genus Sphaerospermopsis and, consequently, were denominated as Sphaerospermopsis torques-reginae. Furthermore, geographic distribution, ecology, and toxicity of the species are discussed. It was observed in different aquatic environments, natural and artificial, tropical and subtropical in Brazil, temperate in Argentina, and tropical in Colombia, suggesting a wide distribution in South America. It normally occurred in dense freshwater blooms, although it was also found in water with low salinity. Sphaerospermopsis torques-reginae toxic blooms have been reported in tropical water bodies in northeastern Brazil.

Composição do fitoplâncton e cianotoxinas em um reservatório utilizado para o abastecimento público: o efeito do tratamento de água convencional.

Florações de cianobactérias nocivas ocorrem frequentemente em reservatórios brasileiros, devido ao incremento de nutrientes pela eutrofização e pelas mudanças climáticas, como o aquecimento global. Estas florações alteram a qualidade dos corpos hídricos, produzindo compostos de gosto e odor e cianotoxinas, que representam um problema para as Estações de Tratamento de Água (ETAs). Estes compostos, quando dissolvidos na água dificultam os tratamentos convencionais. Além das cianobacérias, um dinoflagelado exótico tem ocorrido em águas doces brasileiras, incluindo reservatórios utilizados para o abastecimento público. Os reservatórios de Caxias do Sul (RS – Brasil) são gerenciados pelo Serviço Autônomo Municipal de Água e Esgoto (SAMAE) e apresentam um histórico de florações de cianobactérias nocivas, como Dolichospermum Bory de Saint-Vincent ex Bornet & Flahault e Microcystis (Kützing) ex Lemmermann, dentre outras. Além disso, desde 2012, tem ocorrido nestes reservatórios florações de Ceratium furcoides. Este organismo quando em extensas florações tem sido relacionado à perda da qualidade dos corpos hídricos. O reservatório Maestra foi construído entre os anos de 1965-1970 e abastece 22% da população de Caxias do Sul. Este reservatório fornece água para a ETA Celeste Gobatto, que utiliza o método convencional de tratamento da água. Este trabalho esta estruturado em três capítulos. O primeiro consiste de uma revisão bibliográfica de assuntos relavantes acerca do histórico do monitoramento da qualidade dos reservatórios no Brasil, da biologia de algas e cianobactérias, e as principais cianotixinas e acidentes devido à intoxicação no Brasil. Além disso, é feita uma breve revisão sobre o tratamento convencional da água, mostrando a importância de cada etapa para a remoção das impurezas, de acordo com os padrões de potabilidade da Portaria 2914. O segundo capítulo é manuscrito na forma de artigo científico intítulado “Composição de algas, cianobactérias e cianotoxinas no reservatório Maestra – Caxias do Sul, RS – Brasil”. Este estudo foi realizado entre janeiro de 2012 a abril de 2013. O terceiro capítulo consta de um manuscrito na forma de artigo científico, intitulado “Efeito do tratamento de água convencional na remoção de algas, cianobactérias e cianotoxinas em uma Estação de Tratamento de Água Convencional”. A eficiência de remoção foi avaliada em escala piloto, em uma Estação de Tratamento de Água de Caxias do Sul – RS a qual utiliza o método convencional de tratamento.