Diferenciação celular em Nostoc spp: efeito da intensidade luminosa e do padrão de sobreposição dos filamentos / Cellular differentiation in Nostoc spp: effects of light intensity and pattern of filaments superposition.

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Em isolados do gênero Nostoc, a multiplicação das células vegetativas e a diferenciação de algumas células em heterócitos em intervalos regulares é a etapa do ciclo de vida em que ocorre a produção de biomassa. Em outra etapa do ciclo de vida, vários fatores do ambiente podem induzir a diferenciação de hormogônios, filamentos nos quais não ocorre produção de biomassa. A aplicação biotecnológica de cianobactérias pode ser limitada pela intensificação do auto-sombreamento durante o crescimento destas em foto-biorreatores. Em conseqüência, pode ocorrer diminuição na intensidade e alteração da qualidade espectral da luz que atinge as células. Os objetivos deste trabalho foram: 1) caracterizar a produção de biomassa e de pigmentos por isolados do gênero Nostoc cultivados em diferentes intensidades luminosas; 2) analisar o efeito do pré-cultivo e subseqüente exposição a diferentes intensidades luminosas sobre os mesmos parâmetros e sobre os processos de diferenciação celular e 3) caracterizar durante o cultivo de Nostoc CCLFM XXI em duas intensidades luminosas, a relação das fases de crescimento com os processos de diferenciação celular predominantes. As maiores produções de biomassa foram obtidas a 20, 45 e 75 μmoles m-2 s-1, respectivamente em Nostoc CCLFM I, VIII e XXI. Em Nostoc CCLFM I, apenas a concentração de ficoeritrina variou com a intensidade luminosa, apresentando-se máxima a 15 μmoles m-2 s-1, e diminuindo com aumentos na intensidade luminosa. As concentrações de pigmentos em Nostoc CCLFM VIII não variaram com a intensidade luminosa. As concentrações de ficocianina e aloficocianina, em Nostoc CCLFM XXI, variaram com a intensidade luminosa, atingindo um máximo à 45 μmoles m-2 s-1, e mantendo-se constantes nas maiores intensidades. O pré-cultivo a 15 μmoles m-2 s-1 e exposição às baixas intensidades luminosas levou, em Nostoc CCLFM VIII e XXI a uma intensa diferenciação de acinetos, o que não ocorreu para Nostoc CCLFM I. Quando o pré-cultivo foi realizado a 75 μmoles m-2 s-1, observou-se, em Nostoc CCLFM I e VIII, filamentos com células menores que as células vegetativas, indicativo de diferenciação de hormogônios. Nostoc CCLFM XXI quando cultivado a 15 μmoles m-2 s-1 apresentou intenso padrão de diferenciação de acinetos, ao passo que o cultivo a 60 μmoles m-2 s-1 apresentou distintos padrões de diferenciação celular nas faixas de parada de produção de biomassa. Nas fases iniciais de cultivo houve predominância de hormogônios, e de acinetos nas fases intermediária e final da curva. Desta forma, há uma relação entre intensidade luminosa e diferenciação celular, sendo que as mais baixas levam à diferenciação de acineto. No entanto, em maiores intensidades, observase tanto diferenciação de hormogônios quanto de acinetos, sendo os primeiros observados na primeira parada de produção de biomassa e os acinetos nas faixas mais tardias de parada, indicando uma sequência na ocorrência destes processos relacionada à disponibilidade de energia luminosa adequada à fotossíntese.

ASSUNTO(S)

biologia e fisiologia dos microorganismos filaments superposition self-shading hormogônios sobreposição de filamentos hormogonia acinetos intensidade luminosa auto-sombreamento akinetes light intensity

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