Corpo Discente - Egressos
Elane Domênica Cunha de Oliveira
| Título | Cianobactérias no Rio Amazonas e o abastecimento em Macapá, Amapá: análises moleculares, ecologia, filogenia, taxonomia e potencial tóxico | ||||||||||||||||||||||||
| Data da Defesa | 13/12/2018 | ||||||||||||||||||||||||
| Download | Em sigilo | ||||||||||||||||||||||||
Banca
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| Palavras-Chaves | ETAm, Limnothrix planctonica, mcyE, microcistina-LR, taxonomia polifásica | ||||||||||||||||||||||||
| Resumo | As cianobactérias são microrganismos fotossintetizantes que podem se proliferar em corpos d’água, ocasionando as chamadas florações. Esses eventos estão relacionados à produção de cianotoxinas que comprometem a qualidade da água, uma vez que tais toxinas podem afetar a saúde do homem. Há registros de intoxicações por cianotoxinas em muitos países, incluindo o Brasil, onde já houve casos fatais. O objetivo geral deste estudo foi verificar o potencial tóxico das cianobactérias e a presença de cianotoxinas no Rio Amazonas na área de influência da captação de água para abastecimento do município de Macapá, estado do Amapá. Para tal, o trabalho foi dividido em duas partes. A primeira teve como objetivo isolar linhagens de cianobactérias do Rio Amazonas e cultivá-las em laboratório para caracterização das cepas por taxonomia polifásica com o auxílio de técnicas de morfologia, comportamento em condições de cultivo, sequenciamento do RNAr 16S, análise filogenética e potencial para a produção de cianotoxinas. A segunda parte deste estudo investigou a dinâmica de cianobactérias no Rio Amazonas, por meio de um monitoramento anual com contagem das células de cianobactérias, cálculo de biovolume, caracterização morfológica das espécies, análise de toxinas na água e também busca por genes relacionados à produção de toxinas nas amostras ambientais. Foram realizadas amostragens mensais na água bruta e na água tratada da Estação de Tratamento de Água de Macapá (ETAm) durante o período de abril de 2015 a abril de 2016. Como resultados do primeiro capítulo, 14 linhagens de cianobactérias foram isoladas e caracterizadas. Os isolados pertencem aos gêneros Alkalinema, Cephalothrix, Limnothrix, Leptolyngbya, Phormidium, Pseudanabaena e uma cepa de Nostocales não identificada. Nenhuma das cepas apresentou potencial para a produção de microcistina, saxitoxina, anatoxina e cilindrospermopsina. Por outro lado, o monitoramento do rio Amazonas (realizado como parte do capítulo 2) revelou a primeira detecção de microcistina-LR neste rio, que é considerado o maior do mundo. A densidade de cianobactérias e concentração de microcistina-LR observadas foram baixas ao longo do período de estudo. Apenas no trimestre junho a agosto de 2015 ocorreu pico de Limnothrix planctonica (±1000 cels. mL-1) e detecção de microcistina-LR (máx 2,1μg.L-1), porém ambos os parâmetros apresentaram-se em conformidade com os limites recomendados pela Portaria de Consolidação nº5 do Ministério da Saúde. As análises estatísticas indicaram fortemente que linhagens da espécie L. planctonica produziram a toxina microcistina-LR detectada neste estudo. Porém não foi possível confirmar essa informação, uma vez que a detecção pelos métodos químicos (ELISA e LC/MS) e moleculares (amplificação do marcador mcyE) ocorreu em amostras ambientais com a presença de várias espécies. Os parâmetros que mostraram maior associação com a produção de microcistina-LR e com o aumento da densidade de L. planctonica foram o aumento da transparência da água e vazão do rio. Tais resultados reforçam que L. planctonica produziu as toxinas detectadas, uma vez que esta espécie é bem adaptada às condições do Rio Amazonas e sua densidade se eleva mesmo no ápice da vazão, com o rio mais turbulento. Foram observados 10 táxons na água bruta ao longo do ano, sendo praticamente os mesmos, e todos com formato filamentoso. As cianobactérias com maior abundância no Rio Amazonas foram L. planctonica, Leptolyngbya sp. e Alkalinema. pantanalense. | ||||||||||||||||||||||||
| Abstract | Cyanobacteria are photosynthetic microorganisms that can proliferate in water bodies, causing blooms. These events are related to the production of cyanotoxins that affect the quality of water, since such toxins can harm human health. There are records of cyanotoxin poisonings in many countries, including Brazil, where fatal cases have already occurred. This study aimed to verify the toxic potential of cyanobacteria and the presence of cyanotoxins in the Amazon River, near the inlet site of the drinking water supply of the municipality of Macapá, Amapá. For that purpose the study was divided in two parts. The first aimed at isolating cyanobacterial strains from the Amazon River and cultivate these strains to proceed polyphasic characterization based on morphology, behavior in culture, 16S rRNA gene sequencing, phylogenetic analysis and potential for toxin production. The second part of the study investigated the cyanobacteria dynamics in their natural habitat, the Amazon River, and cyanotoxins by means of morphological identification, counting, biovolume calculation of cyanobacteria, toxin analyses in water samples and a molecular screening for genes involved in the production of cyanotoxins. The sampling was carried out monthly from April 2015 to April 2016 at the raw water intake and at the exit from the water treatment plant. As a result of the first chapter, 14 cyanobacterial strains were isolated and identified by the polyphasic approach. The isolated strains belong to seven different genera, namely, Alkalinema, Cephalothrix, Limnothrix, Leptolyngbya, Phormidium, Pseudanabaena and an unidentified Nostocales taxa that may represent a new genus. None of the strains isolated in the present study were shown to possess genes associated with the production of microcystin, saxitoxin, anatoxin, or cylindrospermopsin. On the other hand, the water sampling monitoring realized in the second part of this study revealed the first detection of microcystin-LR in the Amazon River, the world’s largest river. Cyanobacteria mean density and microcystin-LR concentration were both low during the monitoring. However, Limnothrix planctonica (±1000 cells mL -1) density showed a peak in the quarter June-August 2015, when Microcystin- LR (2.1 μg L-1) was detected. Despite this, the treated water was in accordance with the values recommended by the Brazilian government available in Consolidation Ordinance No. 5. Statistical analyzes strongly indicate that the species L. planctonica produced the microcystin detected in this study. Nevertheless, it is not possible to confirm this information, once the detection by ELISA, LC/MS and mcyE occurred in environmental samples with many species. Higher transparency and high river discharge were associated with greater microcystin-LR concentration and rising in L. planctonica densities. Such results reinforce the hypothesis that L. planctonica might have produced the toxins detected in the present study, once this species is well adapted to the Amazon River environmental conditions, showed by the higher densities of this taxon even in the high river discharge, when the river is more turbulent. Ten cyanobacteria taxa were identified on the microscopic monitoring of the raw water from the Amazon River, all of then are filamentous forms. The most abundant cyanobacteria in the Amazon River were Limnothrix planctonica, Leptolyngbya sp., and Alkalinema pantanalense. | ||||||||||||||||||||||||
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