Histórico de vida de espécimens selvagens e variantes cromáticas de Gracilaria birdiae (Gracilariales, Rhodophyta)

(Gracilariales, Rhodophyta) é uma macroalga marinha de coloração vermelha (vm) comum na costa Nordeste do Brasil e amplamente coletada para a extração de ágar. O objetivo deste estudo foi completar o histórico de vida de espécimens selvagens (coloração vermelha) e variantes cromáticas. Duas variantes foram isoladas, além dos espécimens selvagens coletados na praia de Paracuru, Ceará: i, marrom-esverdeada (me), encontrada em uma população natural da praia de Paracuru; e ii, verde (vd), obtida espontaneamente in vitro a partir de um ramo tetrasporofítico. As condições gerais de cultivo tanto para gametófitos quanto para tetrasporófitos foram: meio de cultura von Stosch 25%; fotoperíodo 14L:10E (luz: escuro); irradiância 100 µm.m-2.s-1 e aeração a cada 30 min. Tetrasporófitos das três colorações e gametófitos verdes foram cultivados também em 10L:14E. O histórico de vida foi completado in vitro em 498 (vm), 523 (me) e 861 (vd) dias, mostrando-se do tipo Polysiphonia. Tetrasporófitos produziram tetrásporos apenas em fotoperíodo 10L:14E. Gametófitos femininos verdes desenvolveram cistocarpos apenas em fotoperíodo 14L:10E. No entanto, a diferenciação de conceptáculos do tipo verrucosa em gametófitos masculinos verdes e a liberação de espermácios ocorreu em ambos os fotoperíodos. Gametófitos masculinos vermelhos apresentaram conceptáculos espermatangiais do tipo henriquesiana, enquanto gametófitos masculinos marrom-esverdeados apresentaram os tipos verrucosa e henriquesiana. Não foram verificadas diferenças quanto ao hábito de espécimens de uma mesma coloração, independentemente do estádio reprodutivo analisado. Verificou-se em todos os tetrasporófitos a germinação de tetrásporos in situ.

Crescimento in vitro de linhagens de coloração vermelha e verde clara de Gracilaria birdiae (Gracilariales, Rhodophyta) em dois meios de cultura: análise de diferentes estádios reprodutivos

Gracilaria sp. é uma das principais macroalgas marinhas atualmente coletadas para produção de ágar no Brasil. Este trabalho objetivou comparar o crescimento in vitro de diferentes estádios reprodutivos tanto de linhagens selvagens (vermelhas), quanto de uma variante cromática (verde clara) de Gracilaria sp., em dois meios de cultura: Von Stosch e Provasoli. Seis linhagens foram selecionadas: gametófitos femininos (F) e masculinos (M), vermelhos (vm) e verde claros (vc); tetrasporófitos vermelhos, porém derivados de cruzamentos distintos, Fvm x Mvm e Fvc x Mvm. As taxas de crescimento avaliadas por 28 dias, foram calculadas a partir de medidas de massa fresca (TCm) e comprimento (TCc). A variante cromática apresentou TCm e TCc inferiores às verificadas para espécimes selvagens. Os dois tipos de meio de cultura resultaram em crescimento satisfatório para as linhagens selvagens. Gametófitos masculinos vermelhos e verde claros e tetrasporófitos vermelhos apresentaram TCm e TCc superiores quando cultivados em Provasoli. Gametófitos femininos verde claros apresentaram TCm semelhantes nos dois meios de cultura, mas as TCs foram superiores em Von Stosch. As TCs de tetrasporófitos derivados de cruzamentos Fvm x Mvm foram superiores às verificadas para tetrasporófitos derivados de cruzamentos Fvc x Mvm.

Growth of red and green strains of the tropical agarophyte Gracilaria cornea J. Agardh (Gracilariales, Rhodophyta) in laboratory

Gracilaria cornea J. Agardh is an important agarophyte occurring in the western Atlantic Ocean. Green colour individuals of G. cornea were found in a natural population, growing next to red individuals, which were more common. Due to the importance of colour strains in genetic and intraspecific variability studies, this work aimed to characterize the red and green strains evaluating different nutritional and light conditions. Red and green gametophytes were cultivated at 14:10 light: dark cycle, with alternating aeration periods of 30 min. Two different enriched solutions were tested: von Stosch (VSS) at concentrations reduced to 12.5% and 25%; and Provasoli (PES) at concentrations reduced to 25% and 50%, and 100%. Red and green gametophytes were cultivated at the irradiance of 45 mumol photons m-2 s-1. In another experiment utilizing PES 100%, two sources of light (Osram 40 W daylight fluorescent tubes and Sylvania Designer 3,500 tubes) were tested at irradiances of 90 and 180 mumol photons m-2 s-1. Growth rates (GR) were evaluated for five weeks. Gametophytes developed few branches and reproductive structures were not induced. Differences were not observed between GR of red and green strains in the conditions tested. GR were higher in VSS 12.5% (8.4% day-1) than in 25% (7.1% day-1), suggesting an adaptation of the species to low nutrient concentrations. GR were higher at 180 (9.0% day-1) than at 90 mumol photons m-2 s-1 (6.3% day-1). These results suggest that G. cornea should be cultivated in laboratory at high irradiances and low nutrient concentrations. These data will be useful in future genetic and physiological studies of the species.

Characterization of nitrate reductase activity in vitro in Gracilaria caudata J. Agardh (Rhodophyta, Gracilariales)

The marine red alga Gracilaria caudata J. Agardh has been used in Brazil for agar extraction, mainly in the northeast region of the country. Nitrogen availability is the most important abiotic factor in seawater that limits the growth of seaweeds. The enzyme nitrate reductase (NR) is the key regulatory point in the nitrogen assimilation in photosynthetic organisms. This study describes an in vitro assay, characterizing the enzymatic activity of NR in terms of kinetic constants and stability, its oscillation during the day and glucose effect on NR modulation. Maximal peaks of NR activity were recorded at 20 ºC and pH 8.0. The enzymatic stability in crude extracts stored at 3 ± 1 ºC decreased significantly after 48 hours. Apparent Michaelis-Menten constants (K M) for NADH and nitrate were 22 µM and 3.95 mM, respectively. Gracilaria caudata NR activity showed an oscillation under light:dark photoperiod (14:10 hours LD) with 3-fold higher activity during the light phase, peaking after 10 hours of light. Under optimal assay conditions, the maximal activity was 92.9 10-3 U g-1. The addition of glucose induced the enzymatic activity during the light and dark phase, evidencing a possible modulation of this enzyme by the photosynthesis. This relationship can be explained by the need of carbon skeletons, produced by the photosynthetic process, to incorporate the intermediary metabolites of nitrate assimilatory pathway, avoiding the toxic intracellular accumulation of nitrite and ammonium. The optimization of enzymatic assay protocols for NR is essential to establish appropriate conditions to study nutritional behaviour, compare different taxonomic groups and to understand its regulatory mechanism.

Efeitos do ágar no crescimento de explantes e na formação de calos em morfos pigmentares de Gracilaria domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie (Gracilariales, Rhodophyta)

Os efeitos da concentração de ágar no crescimento de explantes e na formação de calos foram avaliados em culturas axênicas de gametófitos femininos de morfos de coloração verde e vermelha de Gracilaria domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie. Culturas unialgáceas foram mantidas em água do mar esterilizada (30-32 ups) enriquecida com 25% da solução de von Stosch (VSES 25%), 22 ± 2 °C, fotoperíodo de 14 h, irradiância de 50-80 µmol de fótons m-2 s-1. Para a obtenção de explantes axênicos, segmentos apicais e intercalares dos dois morfos foram cultivados por 48 h em meio VSES 25% com adição de uma solução antibiótica e antifúngica, e submetidos a uma lavagem com uma solução de água do mar esterilizada com 0,5% de hipoclorito de sódio e 200 µL L-1 de detergente por 20 segundos. Para avaliar os efeitos da concentração de ágar, os segmentos axênicos foram inoculados em meio ASP 12-NTA com concentrações distintas de ágar que variaram de zero a 1%. A adição de ágar no meio inibiu o crescimento dos segmentos apicais de ambos os morfos, bem como o crescimento de segmentos intercalares do morfo verde. Observou-se uma tendência geral no crescimento dos explantes, onde a taxa de crescimento foi inversamente proporcional à concentração de ágar. A adição de ágar no meio induziu a formação de três tipos de calo, denominados conforme a região do explante onde se originaram: calo apical, calo basal e calo intermediário. As concentrações de 0,5% e 0,7% de ágar foram as concentrações ótimas para indução de calos basais e calos intermediários no morfo verde, respectivamente. A presença de ágar foi essencial para a formação de calos intermediários e apicais. Os resultados indicam que o ágar apresenta um papel na regulação dos processos morfogenéticos em morfos pigmentares de G. domingensis.

Modeling temporal variations of Gracilaria Greville and Hypnea J.V. Lamouroux (Rhodophyta) assemblages on a midlittoral reef platform at Piedade Beach, Pernambuco State, Brazil

The diversity of algal banks composed of species out the genera Gracilaria Greville and Hypnea J.V. Lamouroux have been impacted by commercial exploitation and coastal eutrophication. The present study sought to construct dynamic models based on algal physiology to simulate seasonal variations in the biomasses of Gracilaria and Hypnea an intertidal reef at Piedade Beach in Jaboatão dos Guararapes, Pernambuco State, Brazil. Five 20 × 20 cm plots in a reef pool on a midlittoral reef platform were randomly sampled during April, June, August, October, and December/2009 and in January and March/2010. Water temperature, pH, irradiance, oxygen and salinity levels as well as the concentrations of ammonia, nitrate and phosphate were measured at the sampling site. Forcing functions were employed in the model to represent abiotic factors, and algal decay was simulated with a dispersal function. Algal growth was modeled using a logistic function and was found to be sensitive to temperature and salinity. Maximum absorption rates of ammonia and phosphate were higher in Hypnea than in Gracilaria, indicating that the former takes up nutrients more efficiently at higher concentrations. Gracilaria biomass peaked at approximately 120 g (dry weight m-2) in March/2010 and was significantly lower in August/2009; Hypnea biomasses, on the other hand, did not show any significant variations among the different months, indicating that resource competition may influence the productivity of these algae.

α-, β-caroteno e α-tocoferol em algas marinhas in natura

O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de 32 espécies de algas marinhas das divisões Chlorophyta, Rhodophyta e Phaeophyta como fontes de α- e β-caroteno e α-tocoferol. Todas as clorofíceas analisadas apresentaram α- e β-caroteno. Os teores máximo e mínimo de α-caroteno foram detectados nas espécies do gênero Caulerpa e em Codium decorticatum, respectivamente; e β-caroteno foi mais baixo em Caulerpa mexicana e mais elevado em Ulva fasciata. Dentre as rodofíceas, 11 espécies apresentaram α-caroteno, com máximo em Botryocladia occidentalis. β-caroteno foi encontrado em todas as algas vermelhas analisadas com teores mínimo e máximo em Gracilaria caudata e Bryothamnion triquetrum, respectivamente. As feofíceas apresentaram apenas β-caroteno, com mínimo e máximo em Dictyopteris delicatula e Padina gymnospora, respectivamente. Na divisão Chlorophyta, α-tocoferol, foi máximo em Codium decorticatum e mínimo em Caulerpa prolifera. Na Rhodophyta, 12 espécies apresentaram α-tocoferol com teor máximo em Enantiocladia duperreyi. Na Phaeophyta, α-tocoferol foi encontrado com valores mínimo e máximo em Lobophora variegata e Dictyota dichotoma, respectivamente.