Phenotypic, genetic and bioactivity analyses of Brazilian cyanobacterial isolates from the genera Fischerella and Hapalosiphon / Análise fenotípica, genética e de bioatividade de isolados brasileiros de cianobactérias dos gêneros Fischerella e Hapalosiphon

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

2009

RESUMO

A afiliação genérica de Fischerella e Hapalosiphon é problemática devido à instabilidade dos caracteres morfológicos. Os gêneros Fischerella e Hapalosiphon são diferenciados pela presença de tricoma multisseriado e uni ou bisseriado, respectivamente. Porém, geneticamente esses caracteres não se mostraram diacríticos para diferenciar gêneros. Estudos moleculares de linhagens isoladas de ecossistemas brasileiros são escassos para Fischerella e inexistentes para Hapalosiphon. Neste estudo, oito linhagens de cianobactérias, pertencentes à família Hapalosiphonaceae, isoladas de água doce e solos brasileiros foram caracterizadas morfologicamente e geneticamente e analisadas para a produção de substâncias bioativas. As análises morfológicas identificaram cinco morfotípos de Fischerella (CENA19, CENA161, CENA212, CENA213, CENA214) e três de Hapalosiphon (CENA63, CENA71, CENA72). As análises filogenéticas do RNAr 16S usando neighbor-joining (NJ) e máxima verossimilhança (MV) colocaram todas as linhagens isoladas em um agrupamento com alto suporte (reamostragens de 99% NJ e MV) contendo membros da ordem Nostocales. Além disso, as linhagens de Fischerella selecionadas para o estudo agruparam-se em um clado interno com alto valor de reamostragem (100% NJ e 86% MV), com exceção da Fischerella CENA19. A posição dessa estirpe na árvore filogenética indica que necessita de revisão taxonômica. As linhagens de solo Hapalosiphon CENA71 e CENA72 também formaram um clado interno separado (99% NJ e 98% MV), mas a linhagem de água doce CENA63 foi colocada em um clado diferente (com valores de reamostragens de 99% NJ e MV), juntamente com linhagens do gênero Hapalosiphon e Westielopsis prolífica SAG 16.93, oriundas de solo. A comparação das análises filogenéticas individuais de regiões dos genes RNAr 16S, rpoC1, rbcL, tufA, e cpcBA-IGS das três linhagens de Hapalosiphon e de duas linhagens de Fischerella, CENA19 e CENA161, mostrou resultados incongruentes devido as diferentes taxas evolutivas desses genes. No entanto, a análise filogenética concatenada desses genes, mostrou que a Fischerella CENA19 agrupou com as duas linhagens de Hapalosiphon CENA71 e CENA72, com alto valor de reamostragem (100%), enquanto que a Fischerella CENA 161 e a Hapalosiphon CENA63 posicionaram-se cada uma em clados separados. Os resultados indicam que a nomenclatura das linhagens de cianobactérias da família Hapalosiphonaceae necessita de revisão. Os extratos intra e extracelulares das linhagens Fischerella sp. CENA161 e CENA19 e Hapalosiphon sp. CENA71 e CENA72 mostraram efeitos inibitórios no crescimento de bactérias patogênicas. As análises em espectrômetro de massas Q-TOF MS/MS indicaram a putativa presença de aeruginopeptina, cianopeptolina, fischerelina, aeruginosina, oscilapeptilida, microcistinas e ácido tumonóico nos extratos. No extrato intracelular da Fischerella sp. CENA161 identificou-se três ou quatro variantes de microcistinas, LR, LL, FR e/ou M(O)R. Fragmentos dos genes mcyA, mcyB, mcyC, mcyD, mcyE, mcyG e mcyI dessa linhagem foram seqüenciados. Nas duas análises filogenéticas realizadas com sequências de aminoácidos de McyE e sequências concatenadas de McyD, McyE e McyG, as enzimas da microcistina sintetase ficaram agrupadas de acordo com os gêneros de cianobactérias indicando um padrão de evolução

ASSUNTO(S)

produtos naturais tufa tufa microcystin rnar 16s microcistina sintetase rpoc1 microcystin synthetase q-tof rbcl microcistina cpcab-igs concatenated analysis rbcl 16s rrna rpoc1 filogenia cpcab-igs natural products q-tof phylogeny análise concatenada

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