Etiolated cells of Chlamydomonas reinhardtii: choice material for characterization of mitochondrial membrane polypeptides.

We have investigated a light-conditional mutant of Chlamydomonas reinhardtii (J12) that is unable to synthesize chlorophyll in the dark with the aim of characterizing the mitochondrial membrane polypeptides of this alga. A crude membrane fraction derived from etiolated cells was analyzed by gel electrophoresis, immunoblot analysis, and pulse-labeling in the presence of specific protein synthesis inhibitors. This fraction contained both mitochondrial and etioplast membranes, and the latter contained appreciable amounts of subunits of the cytochrome b6f complex. The mitochondria-encoded subunit 1 of cytochrome-c oxidase called COX1 was identified, and its synthesis was detected in this membrane fraction. The redox-difference spectra of mitochondrial cytochromes were studied in whole cells and membrane fractions, in both respiratory-competent and -deficient strains. Mitochondrial membranes could be further purified after sucrose gradient centrifugation. The use of etiolated cells and their membrane extracts, in association with appropriate methodologies, opens ways to study the molecular genetics of mitochondria in C. reinhardtii and allows us to address the question of the cooperation established between the three genetic compartments of a plant cell.

Basal body-associated DNA: in situ studies in Chlamydomonas reinhardtii.

We have explored the localization of the uni chromosome (LG XIX) of Chlamydomonas reinhardtii using the technique of in situ hybridization. Using standardized methods of cell fixation together with large chromosome-specific probes we have studied the position of uni DNA sequences in metaphase and interphase cells. We find that in dividing cells uni probes identify a condensed metaphase chromosome that shows no specialized orientation. In interphase cells uni hybridization signals occur on the anterior edge of the nucleus at a position where basal bodies are normally associated with the nuclear envelope. These data reveal an underlying spatial organization of uni chromosomal DNA within the interphase nucleus that may be significant in terms of the fact that this chromosome encodes numerous functions affecting basal body and flagellar assembly.

A profile of small farmers in the Caribbean region : Antigua, Barbados, Belize, British Virgin Is., Cayman Is., Dominica, Grenada, Montserrat, St. Kitts-Nevis-(Anguilla), St. Lucia, St. Vincent, Turks & Caicos Is. /

Bibliography: p. [99]-101.

Dinoflagellate symbiosis: strategies and adaptations for the aquisition and fixation of inorganic carbon

Dinoflagellates exist in symbiosis with a number of marine invertebrates including giant clams, which are the largest of these symbiotic organisms. The dinoflagellates (Symbiodinium sp.) live intercellularly within tubules in the mantle of the host clam. The transport of inorganic carbon (Ci) from seawater to Symbiodinium (=zooxanthellae) is an essential function of hosts that derive the majority of their respiratory energy from the photosynthate exported by the zooxanthellae. Immunolocalisation studies show that the host has adapted its physiology to acquire, rather than remove CO2, from the haemolymph and clam tissues. Two carbonic anhydrase (CA) isoforms (32 and 70 kDa) play an essential part in this process. These have been localised to the mantle and gill tissues where they catalyse the interconversion of HCO3- to CO2, which then diffuses into the host tissues. The zooxanthellae exhibit a number of strategies to maximise Ci acquisition and utilisation. This is necessary as they express a form II Rubisco that has poor discrimination between CO2 and O-2. Evidence is presented for a carbon concentrating mechanism (CCM) to overcome. this disadvantage. The CCM incorporates the presence of a light-activated CA activity, a capacity to take up both HCO3- and CO2, an ability to accumulate an elevated concentration of Ci within the algal cell, and localisation of Rubisco to the pyrenoid. These algae also express both external and intracellular CAs, with the intracellular isoforms being localised to the thylakoid lumen and pyrenoid. These results have been incorporated into a model that explains the transport of Ci from seawater through the clam to the zooxanthellae.

Aquacultura: estudo das condições ambientais internas de uma instalação

A aquacultura desempenha, actualmente, um papel fundamental no abastecimento de proteína animal de elevada qualidade. Nesta dissertação foi elaborado um projecto de uma unidade de piscicultura semi-intensiva de enguia, robalo, dourada e linguado e em regime extensivo a ostra. A unidade está localizada na Ria de Aveiro, na propriedade Ilha do Poço, com uma área total de 54,3 hectares. A execução de um projecto de aquacultura é um trabalho multidisciplinar que necessita a mobilização de diferentes recursos e conhecimentos. Os projectos de aquicultura estão directamente relacionados com o local de instalação da unidade e podem ser negativamente afectados pela poluição, por factores económicos locais ou por factores sociais que coloquem em risco o sucesso desta actividade económica. O principal objectivo desta dissertação foi o estudo de crescimento das espécies, taxa de alimentação, qualidade da água à entrada e saída da aquicultura, o consumo de oxigénio pelas espécies e o oxigénio necessário para oxidar a amónia em nitrato, o estudo de arejamento pelo vento, a necessidade de arejamento mecânico nos tanques de engorda e por fim a análise de investimento do projecto. Os valores obtidos para o tempo de crescimento das espécies até atingir o peso comercial foram, para a enguia 2,25anos, para a dourada 1,5 anos, para o robalo 2 anos, para o linguado 2,25 anos e para a ostra 1ano. Os índices de conversão alimentar (ICA) obtidos para as espécies foram os seguintes: 1 para a enguia, 1,24 para o robalo, 1,2 para a dourada e 1,58 para o linguado. Relativamente à concentração de amónia nos tanques de engorda, a espécie robalo apresenta o maior valor (0,3mg/L) por tanque. O arejamento natural dos tanques apenas é conseguido se o vento tiver uma velocidade de 20m/s. Por essa razão, e para garantir o arejamento requerido, serão necessários pelo menos 46 arejadores mecânicos com potência de 6kW a funcionar 24/24 horas. Para a taxa ponderada obteve-se um valor de 11,80%. O valor obtido para o VAL foi de 2.036.862 € e para a TIR, de 27,95%. O tempo necessário para que o investidor efectue o reembolso do capital investido no projecto é de 5,5 anos. O índice de rentabilidade tem um valor de 1,83 o que significa que o projecto é rentável.

Palatability of the Asian clam Corbicula fluminea (Müller 1774) in an invaded system

Dissertação de mestrado em Ecology

The transcription factor PHR1 plays a key role in the regulation of sulfate shoot-to-root flux upon phosphate starvation in Arabidopsis.

Background: Sulfate and phosphate are both vital macronutrients required for plant growth and development. Despite evidence for interaction between sulfate and phosphate homeostasis, no transcriptional factor has yet been identified in higher plants that affects, at the gene expression and physiological levels, the response to both elements. This work was aimed at examining whether PHR1, a transcription factor previously shown to participate in the regulation of genes involved in phosphate homeostasis, also contributed to the regulation and activity of genes involved in sulfate inter-organ transport. Results: Among the genes implicated in sulfate transport in Arabidopsis thaliana, SULTR1;3 and SULTR3;4 showed up-regulation of transcripts in plants grown under phosphate-deficient conditions. The promoter of SULTR1;3 contains a motif that is potentially recognizable by PHR1. Using the phr1 mutant, we showed that SULTR1;3 up regulation following phosphate deficiency was dependent on PHR1. Furthermore, transcript up regulation was found in phosphate-deficient shoots of the phr1 mutant for SULTR2;1 and SULTR3;4, indicating that PHR1 played both a positive and negative role on the expression of genes encoding sulfate transporters. Importantly, both phr1 and sultr1;3 mutants displayed a reduction in their sulfate shoot-to-root transfer capacity compared to wild-type plants under phosphate-deficient conditions. Conclusions: This study reveals that PHR1 plays an important role in sulfate inter-organ transport, in particular on the regulation of the SULTR1;3 gene and its impact on shoot-to-root sulfate transport in phosphate-deficient plants. PHR1 thus contributes to the homeostasis of both sulfate and phosphate in plants under phosphate deficiency. Such a function is also conserved in Chlamydomonas reinhardtii via the PHR1 ortholog PSR1.

Proposta de trams òptims pel repoblament d’Anguila Europea a les conques Muga, Fluvià i Ter

L’anguila en els darrers 50 anys ha patit un fort declivi, es consideren diversos factors que han fet disminuir la seva població. Aquests factors són: la pesca, els obstacles, centrals hidroelèctriques, pèrdua d’hàbitat, depredació, paràsits i malalties, canvi climàtic i de corrents oceàniques. Aquesta espècie està definida per la UICN a la “llista vermella” d’espècies en perill d’extinció amb la categoria de “críticament amenaçada”. És per això que el Consell Europeu obliga a cada Estat membre que té pesqueries d’anguila a les seves conques a realitzar un PGA, que alhora, obliga a realitzar unes mesures de gestió. Una d’aquestes mesures, és la repoblació (def. Tornar a poblar un lloc amb anguiles, en aquest cas). En aquest projecte s’ha analitzat l’estat de les conques internes de Catalunya, realitzant una descripció pel que fa a l’àrea d’estudi i els impactes que s’hi poden trobar. Seguidament, mitjançant l’estudi de índex de qualitat i paràmetres ambientals, s’han indicat els trams òptims pel repoblament on pot sobreviure l’anguila degut a les condicions d’hàbitat. S’ha realitzat també un estudi comparatiu de densitats arreu de la comunitat de Catalunya, i un anàlisi de l’estat de la població d’anguila provinent del Llémena, observant al laboratori el seu estat sanitari. L’exportació d’anguila japonesa que s’ha realitzat en els darrers anys ha implantat un paràsit (A. Crassus) que li pot arribar a causar la mort

Fish passage assessment at the most downstream barrier of the Ebro River (NE Iberian Peninsula)

Fish passage at artificial barriers is necessary for the conservation of healthy fish stocks. The first barrier that migratory fish encounter when ascending the Ebro River is the Xerta Weir, where a pool-type fishway was constructed in 2008. From 2007 to 2010, boat electrofishing surveys were conducted in the Ebro River downstream of the Xerta Weir to assess the potential pool of species that could use the fishway. Nine native and 12 exotic species were captured, the latter comprising 62 % of the relative abundance and 70 % of the biomass. A combination of video recording, electrofishing and trapping was used to assess the effectiveness of the fishway in facilitating the passage of fish. Eight species were detected using the fishway, of which five were native (Liza ramada, Anguilla anguilla, Barbus graellsii, Gobio lozanoi and Salaria fluviatilis) and three exotic (Alburnus alburnus, Cyprinus carpio and Rutilus rutilus). Only L. ramada used the fishway in substantial numbers. The rate of fish passage was the highest from June to August and decreased afterwards. The effectiveness of the fishway might be lowered by areas of turbulence within the fishway and by distraction flows from a nearby hydropower station

Transient and Pulsed Electron Paramagnetic Resonance Spectroscopy on Type I Photosynthetic Reaction Centers

Two time-resolved EPR techniques, have been used to study the light induced electron transfer(ET) in Type I photosynthetic reaction centers(RCs). First, pulsed EPR was used to compare PsaA-M688H and PsaB-M668H mutants of Chlamydomonas reinhardtii and Synechosystis sp. PCC 6803.The out-of-phase echo modulation curves combined with other EPR and optical data show that the effect of the mutations is species dependent. Second, transient and pulsed EPR data are presented which show that PsaA-A660N and PsaB-A640N mutations in C. reinhardtii alter the relative quantum yield of ET in the A- and B-branches of PS I. Third, transient EPR studies on RCs from Heliobacillus mobilis that have been exposed to oxygen show partial inhibition of ET. In the RCs in which ET still occurs, the ET kinetics and EPR spectra show evidence of oxidation of some but not all of the, BChl g and BChl g' to Chl a.

Développement d’outils analytiques pour évaluer la biodisponibilité du Cd dans les eaux douces

Les phytochélatines (PC) sont des polypeptides ayant la structure générale, (alpha-Glu-Cys)n-Gly, où n = 2 à 11. Leur synthèse est induite par un grand nombre de végétaux en réponse à une élévation de la concentration du milieu en métaux, en particulier le cadmium (ci-après, Cd). Le but de cette étude a été de développer un outil pour évaluer la biodisponibilité du Cd dans les eaux douces. Pour ce faire, une méthode analytique a été réalisée afin de déterminer les phytochélatines induites dans les algues C. reinhardtii. Celle-ci consiste à utiliser la chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse en tandem (LCHP-SM/SM) "on-line". L’ionisation des molécules est celle faite par électronébulisation (IEN) (traduction de electrospray ionisation). L’objectif principal de ce mémoire est la validation de cette méthode : la détermination des courbes de calibration et des limites de détection et l'identification d'interférences potentielles. L’utilisation de dithiothreitol (DTT) à une concentration de 25 mM a été nécessaire à la conservation de la forme réduite des phytochélatines. En effet, suite à la validation de la méthode d’analyse des phytochélatines il a été démontré qu’elle représente un potentiel d’application. Ceci dans la mesure où l’induction des phytochélatines (PC2, PC3 et PC4) dans les algues C. reinhardtii a été possible à deux concentrations de Cd (1 x 10-7 M et 1 x 10 6 M) et ce, après plusieurs temps d'induction (1, 2, 4, et 6 h). Ainsi, l’étude de la stabilité des phytochélatines a été réalisée et toutes les températures examinées ont démontré une diminution des phytochélatines analysées par HPLC-ESI-MS/MS. Il se pourrait que la cause de la dégradation des phytochélatines soit physique ou chimique plutôt que bactérienne. Toutefois, un approfondissement au niveau de la purification de la solution d’extraction serait nécessaire à la mise au point de la dite méthode analytique afin de quantifier les phytochélatines dans l’algue C. reinhardtii.

Lier la spéciation chimique du cérium à sa biodisponibilité sous différentes conditions environnementales

L’étude qui suit porte sur l’évaluation du risque écotoxicologique du cérium, l’élément le plus exploité de la famille des lanthanides. La présence grandissante de ce métal dans notre quotidien rend possible son relargage dans l’environnement. Il est donc primordial de comprendre l’impact qu’il aura sur les organismes vivant dans un système aquatique. Une approche centrée sur le modèle du ligand biotique a été utilisée pour évaluer adéquatement l’interaction entre le cérium et un ligand biotique à la surface de l’algue unicellulaire Chlamydomonas reinhardtii. Pour mener une étude sur le risque écotoxicologique d’un élément métallique il faut, avant tout, comprendre la spéciation (répartition sous ses différentes formes chimiques) de l’élément en question. Les premières sections du mémoire vont donc traiter des expériences qui ont été menées pour évaluer la spéciation du cérium dans les conditions expérimentales d’exposition à C. reinhardtii. Il sera question de faire la distinction entre la forme particulaire du métal et sa forme dissoute, de caractériser ces changements par spectroscopie ainsi que d’évaluer le pouvoir complexant de la matière organique naturelle. Les résultats montrent une importante déplétion du métal dissout en solution à pH neutre et basique et une forte interaction avec la matière organique naturelle, peu importe le pH de la solution. Ensuite, les expériences de bioaccumulation seront expliquéesen comparant l’effet du pH, de la présence d’un ion compétiteur et de la présence de matière organique naturelle sur les paramètres d’internalisation du cérium. Les résultats indiquent qu’à pH acide, le comportement du cérium est plus prévisible qu’à pH neutre. Néanmoins, en tenant compte de la complexité des milieux naturels, l’interaction du métal avec les molécules complexantes va diminuer son risque d’interaction avec un organisme vivant.

Das OEE-Protein 1 des Photosystem II (oxygen evolving enhancer) der Grünalge Scenedesmus obliquus besitzt Thioredoxin-Aktivität

Die Aminosäure-Sequenzierung an dem als "28 kDa-Thioredoxin f" beschriebenen Protein aus der Grünalge Scenedesmus obliquus hat gezeigt, dass dieses Protein mit dem als OEE bekannten Protein 1 aus dem Photosystem II identisch ist. Die früher postulierte Möglichkeit einer Fusion eines Thioredoxins mit einem Protein unbekannter Natur oder Insertion eines Thioredoxinfragments mit der typischen -Trp-Cys-Gly-Pro-Cys-Sequenz in ein solches Protein hat sich nicht bestätigt. Durch Anwendung einer auf das 33 kDa OEE-Protein ausgerichteten Präparationsmethode konnte gezeigt werden, dass das "28 kDa-Trx f" tatsächlich in den Thylakoidmembranen lokalisiert ist. Das Protein kann so innerhalb eines Tages in hoher Reinheit aus den Thylakoidmembranfragmenten eines Algenrohhomogenats isoliert werden; dabei bleibt die Fähigkeit des OEE-Proteins das chloroplastidäre Enzym Fructosebisphosphatase (FbPase) zu stimulieren erhalten. Mit gleichen Methoden wurden die Grünalgen Chlorella vulgaris und Chlamydomonas reinhardtii auf außergewöhnliche Proteine mit Trx-f Aktivität untersucht. Die hitze- und säurestabile Proteinfraktion aus Chlorella vulgaris enthält ein Protein mit vergleichbarer Molmasse von 26 kDa, das ähnlich wie in Scenedesmus eine Stimulation der chloroplastidären Fructosebisphosphatase zeigt. In dem hitze- und säurestabilen Proteinextrakt aus Chlamydomonas reinhardtii wird solche Aktivität nicht beobachtet. Eine Probe des rekombinanten, homogenen OEE-Proteins aus Spinat wurde auf Stimulation der chloroplastidären FbPase und NADPH-abhängigen Malatdehydrogenase (MDH) untersucht. Das Spinat OEE-Protein 1 zeigt mit diesen Enzymen keine Aktivität. Da das OEE-Protein 1 in Scenedesmus starke FbPase-Stimulation zeigt, die anderen Scenedesmus-Thioredoxine mit Molmassen von 12 kDa (Trx I und II) jedoch hohe Aktivität mit der zellulären Ribonucleotidreduktase zeigen, wird postuliert, dass das OEE-Protein die Funktion des Trx-f in vivo ersetzt.

Distribució espacial i ús de l'hàbitat de la comunitat de peixos a l'estany de Banyoles

En el marc d'un projecte més ampli sobre la comunitat de peixos de la conca lacustre de Banyoles, s'ha estudiat la distribució espacial de les diferents espècies així com l'ús que aquestes fan de l'hàbitat. El poblament piscícola de l'estany de Banyoles és el resultat d'un llarg historial d'introducció d'espècies exòtiques i extinció de les poblacions autòctones locals. S'ha revisat la seva composició actual detectant un total de 18 espècies (4 autòctones i 14 introduïdes) de les quals només 13 presenten una població estable. L'estudi de l'hàbitat s'ha centrat a l'Estany, l'element principal del sistema lacustre, analitzant per separat la zona litoral i la zona limnètica. En el primer cas s'han realitzat les captures d'individus mitjançant pesca elèctrica des d'una embarcació adaptada per aquesta pràctica. La totalitat del litoral ha estat dividida en trams de característiques homogènies on s'han obtingut les captures per unitat d'esforç per cada espècie. El mostreig s'ha desenvolupat entre l'estiu de 1997 i la primavera del 2000 realitzant un total de 10 campanyes de pesca. Les espècies més abundants al litoral són la perca americana (Micropterus salmoides) i el peix sol (Lepomis gibbosus), essent també presents la perca (Perca fluviatilis), carpa (Cyprinus carpio) i el gardí (Scardinius erythrophthalmus). S'han capturat altres espècies com ara anguila (Anguilla anguilla), bagra (Squalius cephalus), sandra (Sander lucioperca), carpí (Carassius auratus) i madrilleta vera (Rutilus rutilus), però són molt menys abundants en nombre. S'ha examinat, per cadascuna de les espècies, si existeix selecció de l'hàbitat i en cas afirmatiu, quin és el preferent en base a la classificació del litoral en sis tipus de vegetació predominant. Les espècies més abundants, perca americana i peix sol, ocupen tots els hàbitats disponibles però amb una densitat diferent. La perca mostra també una clara selecció de l'hàbitat a favor de les zones molt estructurades amb abundant presència de jonca litoral. Carpa i gardí seleccionen els ambients més fondos amb major presència de matèria orgànica d'origen vegetal procedent del bogar. En general els individus ocupen les zones amb una densitat de vegetació intermèdia, majoritàriament zones de jonca a l'estiu i zones amb mansega a l'hivern, on troben refugi i els recursos tròfics necessaris. La perca americana, a més, presenta una elevada fidelitat a un mateix punt del litoral al llarg de la seva vida. La zona limnètica ha estat prospectada mensualment mitjançant ecosondació, realitzant transectes perpendiculars a l'eix principal de l'Estany, cobrint la seva totalitat. La composició d'espècies s'ha obtingut a partir de les captures fetes amb xarxes (tresmalls) amb periodicitat estacional. L'anàlisi geoestadística de la densitat de peixos ha permès descriure l'estructura espacial d'aquesta a partir dels variogrames, així com la seva variabilitat tant espacial com temporal, i obtenir els mapes de densitat. A l'hivern, la densitat de peixos a la zona limnètica assoleix els seus valors mínims i els individus es troben formant agregats dispersos, pels diferents estrats de fondària. A partir de la primavera la densitat augmenta, pel reclutament i la major freqüència d'individus que abandonen el litoral; la densitat esdevé més homogènia a les primer capes de fondària. A l'estiu la densitat és màxima i l'estrat més homogeni coincideix amb la posició de la termoclina. Aquest estructura varia en disminuir la temperatura i barrejar-se la columna d'aigua, tornant a la situació hivernal. La perca i la madrilleta vera són les espècies predominants en aquest ambient, juntament amb la carpa. La seva distribució no és homogènia i respon a les característiques limnològiques de les diferents cubetes de l'Estany. Una particularitat d'aquest, relacionada amb el seu origen càrstic, es la formació d'una ploma hidrotermal que afecta la distribució dels peixos, probablement en augmentar la terbolesa. S'ha integrat l'ús de l'hàbitat de les espècies que ocupen tant la zona limnètica com la litoral a partir del seguiment d'individus, concretament de perca i bagra. S'ha utilitzat un sistema automàtic de posicionament que estima la localització dels individus marcats amb transmissor de telemetria acústica. L'anàlisi dels desplaçaments mostra un rang superior per la bagra en comparació amb la perca. Ambdues espècies mostren una orientació en els seus desplaçaments. La perca ocupa el litoral a la nit i es desplaça a la zona limnètica de dia, amb un ritme d'activitat marcat per dos màxims coincidint amb la sortida i posta de sol; en canvi la bagra mostra una major activitat nocturna amb zones de repòs properes al litoral. S'ha estimat igualment els dominis vital de cada individu marcat.