Aline Paternostro Martins
No dia 12 de julho de 2007, a aluna do curso de Pós-Graduação em Biodiversidade e Meio Ambiente do Instituto de Botânica (IBt), Aline Paternostro Martins (bolsista FAPESP), defendeu sua dissertação de mestrado intitulada:
“Efeitos da disponibilidade do nitrato no metabolismo do nitrogênio em variantes pigmentares de
Hypnea musciformis (Wulfen in Jacqu.) J. V. Lamour. (Gigartinales, Rhodophyta).
A banca examinadora foi composta pela Dra. Nair Sumie Yokoya (Seção de Ficologia, IBt), pela Dra. Silvia M. Pita B. Guimarães (Seção de Ficologia, IBt)
e pelo Dr. Pio Colepicolo (Departamento de Bioquímica, IQ-USP).
Efeitos da disponibilidade do nitrato no metabolismo do nitrogênio em variantes pigmentares de
Hypnea musciformis (Wulfen in Jacqu.) J. V. Lamour. (Gigartinales, Rhodophyta)
RESUMO
No ambiente marinho, o nitrogênio é encontrado nas formas de amônio, nitrato e nitrito e é considerado o principal nutriente limitante para o crescimento das algas marinhas bentônicas. No Brasil, Hypnea musciformis (Wulfen in Jacquin) J.V. Lamour (Gigartinales, Rhodophyta) é a principal matéria-prima para a produção de carragenana e o conhecimento do metabolismo do nitrogênio é muito importante para o sucesso de seu cultivo, assim como a disponibilidade de fósforo, que pode limitar a produtividade das algas marinhas. O principal objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da disponibilidade de nitrato e fosfato no crescimento, na fotossíntese e nas etapas do metabolismo do nitrogênio (captação, assimilação, armazenamento interno e “turnover”) nas linhagens verde-clara (VC) e marrom (MA) de H. musciformis.
As plantas utilizadas em todos os experimentos foram originadas das culturas unialgáceas cultivadas em temperatura de 23 ± 2°C, fotoperíodo de 14h, irradiância de 60-90 mmol fótons.m-2.s-1, e meio composto por água do mar esterilizada (30 ups) enriquecida com a solução de von Stosch na concentração de 50% (VSES/2).
Os experimentos foram realizados utilizando algas com limitação interna de nutrientes (cultivadas somente em água do mar durante 2 semanas antes do início dos experimentos) e sem limitação de nutrientes (cultivadas em meio VSES/2). As condições experimentais foram as mesmas descritas para as culturas unialgáceas, exceto pelo meio composto por água do mar com adição de nitrato (zero a 100 mM), e com adição de nitrato e fosfato (zero a 25 mM), mantendo a relação N:P de 4:1. Foram analisados a atividade da enzima nitrato redutase (NR), o conteúdo de pigmentos fotossintetizantes (AFC _ Aloficocianina, FC _ Ficocianina, FE _ Ficoeritrina e Cla _ Clorofila a) e de proteínas, as taxas fotossintéticas (FB _ Fotossíntese bruta e FL _ Fotossíntese líquida), respiratórias (RE) e de crescimento (TC). A captação e remoção de nitrogênio e fósforo e a liberação de nitrogênio orgânico dissolvido (NOD) pelas linhagens de cor (em plantas com limitação interna de nutrientes) também foram avaliadas.
Os experimentos para avaliar os efeitos da disponibilidade de nitrato mostraram que, para os espécimes com limitação interna de nutrientes, houve correlação positiva entre as concentrações de nitrato e a TC, o conteúdo de proteínas e a respiração para a linhagem VC, e correlação positiva entre as concentrações de nitrato e a TC, o conteúdo de proteínas e pigmentos (FC e FE), a FL e a FB para a linhagem MA. Com a adição de N:P no meio, também houve correlação positiva entre a concentração de nitrato e fosfato e o conteúdo de AFC, FC, Cla eFB para a linhagem VC e AFC e Cla para a linhagem MA. Esses resultados mostram as diferenças metabólicas entre as linhagens de cor de H. musciformis quanto ao metabolismo do nitrogênio: com a adição de nitrato, a linhagem VC armazenou nitrogênio principalmente na forma de proteínas e a linhagem MA na forma de proteínas e de pigmentos (FC e FE); com adição de N:P, a linhagem VC também armazenou nitrogênio na forma de pigmentos (AFC, FC e Cla) e a linhagem MA na forma de Cla. Além disso, a respiração da linhagem VC aumentou com o incremento de nitrato no meio enquanto que a linhagem MA apresentou aumento na fotossíntese.
Em ambas as linhagens, a captação de nitrato aumentou linearmente com o incremento nas concentrações de nitrato, enquanto que a captação de fosfato apresentou uma cinética de saturação. As porcentagens de remoção de nitrato de ambas as linhagens foram muito altas (95%) em todos os tratamentos testados, não atingindo a saturação. Com a adição de N:P na água do mar, a maior porcentagem de remoção de fosfato ocorreu no tratamento com 20:5 mM (nitrato:fosfato) para a linhagem VC, e em 20:5 e 40:10 mM (nitrato:fosfato) para a linhagem MA. As linhagens VC e MA liberaram maiores quantidades de NOD para o meio nas concentrações de 80 mM e 100 mM de nitrato, respectivamente. A adição de fosfato na água do mar ocasionou maior liberação de NOD pela linhagem MA. Estes resultados mostram que as linhagens VC e MA de H. musciformis são eficientes na remoção do nitrogênio e do fósforo da água do mar em concentrações de até 60 mM, uma vez que, a partir dessa concentração, grande parte do nitrato removido é liberado à água do mar como NOD.
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