Adição de bicarbonato de sódio como estratégia de manutenção de linhagens em cultivo indoor da macroalga Kappaphycus alvarezii

Abstract

Em Santa Catarina, o cultivo de Kappaphycus alvarezii apresenta grande perda de biomassa nos períodos de baixa temperatura, sendo necessário manter os propágulos em cultivos indoor. Com o objetivo de verificar a eficácia da suplementação de bicarbonato de sódio como fonte de carbono nessa fase do cultivo, segmentos apicais do tetrasporófito verde foram cultivados em duas etapas. Na etapa 1, o bicarbonato de sódio (NaHCO3) nas concentrações de 1 e 3 mM foi adicionado em água do mar esterilizada enriquecida com solução von Stosch 50% durante três semanas. Propágulos cultivados sem a adição de NaHCO3 foram utilizados como controle. Após esse período, as algas foram cultivadas apenas no meio de cultivo por mais três semanas (etapa 2), simulando a transferência para o mar. Semanalmente, a taxa de crescimento, o pH e alcalinidade da água foram avaliadas. Ao final de cada etapa, foram retiradas amostras para análises de concentração de clorofila a, carotenoides e ficobiliproteínas, atividade da enzima anidrase carbônica e microscopia de luz. Durante a primeira etapa, somente os talos tratados com 3 mM apresentaram diferença significativa no crescimento, com inibição na segunda semana e aumento significativo na terceira semana. Esses propágulos apresentaram aumento significativo na concentração de ficobiliproteinas, em relação ao controle. Na etapa 2, as taxas de crescimento dos propágulos desse mesmo tratamento aumentaram significativamente na primeira semana. Porém, nas semanas seguintes, as taxas de crescimento de todos os tratamentos foram similares. As concentrações de ficobiliproteínas não apresentaram diferenças significativas entre os tratamentos e controle. Além disso, as concentrações de clorofila a e carotenoides, além da atividade da anidrase carbônica não apresentaram diferenças significativas em ambas as etapas. No final do período experimental, foram observados espessamento da parede celular e aumento na quantidade de grãos de amido de florídeas nas algas suplementadas com bicarbonato, quando comparadas ao controle. De acordo com os resultados, é possível concluir que a adição de 3 mM de bicarbonato de sódio no cultivo indoor de K. alvarezii pode ser utilizada para manutenção da biomassa nos períodos desfavoráveis. As alterações celulares ocorridas após a suplementação demonstram que os propágulos podem responder de forma eficiente contra o estresse ambiental quando forem transferidos ao mar, resultando em benefícios logo no primeiro ciclo de cultivo após o inverno.

Abstract: In Santa Catarina, Kappaphycus alvarezii farming shows a significant biomass loss in low temperature, raising the necessity to keep the propagules indoors. In order to verify the effectiveness of sodium bicarbonate supplementation as a carbon source at this cultivation stage, apical segments of the green tetrasporophyte were cultivated in two phases. In the first phase, 1 and 3 mM sodium bicarbonate (NaHCO3) was added to sterilized seawater enriched with 50% von Stosch solution for three weeks. Propagules cultivated without the addition of NaHCO3 were used as a control. After this period, seaweed was cultivated only in the culture medium for another three weeks (phase 2), simulating the transfer to the sea. Weekly, the growth rate, pH, and water alkalinity were evaluated. At the end of each phase, samples were collected for chlorophyll a, carotenoids, and phycobiliproteins analysis, besides carbonic anhydrase enzyme activity and light microscopy. Only seedlings cultivated in 3 mM NaHCO3 showed a significant difference in growth during the first phase, with inhibition in the second week and a significant increase in the third week. They showed a significant increase in the phycobiliproteins concentration compared to the control. In phase 2, the seedling's growth rates of this same treatment significantly increased in the first week. However, in the following weeks, the growth rates of all treatments and control were similar. The concentrations of phycobiliproteins did not show significant differences between treatments and control. The concentrations of chlorophyll a, carotenoids and carbonic anhydrase activity showed no significant differences in both stages. At the end of the experimental period, cell wall thickening and floridean starch grains increase were observed in all treatments, compared to the control. According to these results, adding 3 mM of sodium bicarbonate in the indoor cultivation of K. alvarezii can keep the biomass healthy in unfavorable periods. Cellular alterations after supplementation demonstrate that propagules can respond efficiently against environmental stress when transferred to the sea, resulting in benefits in the first cultivation cycle after winter.