Cultivo e caracterização integrativa de Prorocentrum cordatum na Lagoa da Conceição (Florianópolis-SC)

Abstract

O estudo de microalgas nocivas ganhou destaque devido ao aumento da frequência de Florações de Algas Nocivas (FANs) nas últimas décadas. Esse é um fenômeno natural, caracterizado pelo crescimento exacerbado de algumas espécies fitoplanctônicas em corpos d’agua resultante da interação entre fatores naturais e ações antrópicas. O monitoramento de microalgas nocivas em Santa Catarina é efetuado pela Companhia Integrada de Desenvolvimento Agrícola de Santa Catarina (CIDASC) em áreas de maricultura, exigido por questões sanitárias. Entretanto, outros ambientes aquáticos afetados carecem de atenção, por exemplo, a Lagoa da Conceição, um ambiente lagunar costeiro de importância econômica e cultural para o município de Florianópolis que sofre com o despejo de efluentes domésticos devido ao crescimento urbano desordenado. Esses fatores resultam na eutrofização da laguna que, em conjunto às condições ambientais, propicia a ocorrência de FANs. Em vista disso, o presente estudo teve como objetivo isolar e caracterizar uma cepa de dinoflagelado nocivo proveniente de amostras da Lagoa da Conceição e áreas sob sua influência, por meio de identificação morfológica e molecular. Amostras qualitativas de água da laguna foram coletadas por rede de fitoplâncton e aclimatadas em poços; a espécies que apresentou crescimento favorecido foi isolada por sucção de capilar em célula única. Após a caracterização molecular, o DNA dos cultivos foi extraído e analisado por PCR e sequenciamento de Sanger do gene alvo ITS1-5.8sITS2. Além disso, foi comparado o percentual da espécie alvo em relação ao total de microalgas em amostras ambientais. Para isso, foram quantificadas pelo método de Utermӧhl as concentrações do dinoflagelado isolado em relação ao total de células de cinco pontos da Lagoa da Conceição. As cepas isoladas foram identificadas através de microscopia óptica como Prorocentrum cordatum, uma espécie nociva de dinoflagelados associada a FANs no Sul do Brasil. As sequências resultantes apresentaram perfil monomórfico e 100% de similaridade com sequências de P. cordatum na base de dados NCBI. A quantificação de células foi realizada em janeiro e fevereiro de 2024 e a proporção de células de P. cordatum relativa ao total de microalgas foi maior na região sul da Lagoa da Conceição. A abundância de nutrientes (nitrogênio e fósforo) na porção central e sul da laguna foi associada ao menor fluxo de água, podendo favorecer o crescimento de P. cordatum devido ao seu hábito mixotrófico e potencial causador de FANs. A confirmação da identificação morfológica por métodos moleculares reforça a acurácia na definição das espécies nocivas que compõem o fitoplâncton, tornando o rastreamento de FANs mais preciso e rápido. Portanto, o presente estudo contribui para o conhecimento da biodiversidade de microalgas nocivas da Lagoa da Conceição, subsidiando ações de vigilância ambiental por exemplo por meio do suporte à desenvolvimento de testes de detecção in loco de microalgas nocivas rápidos e de baixo custo.

The study of harmful microalgae has gained prominence due to the increased frequency of Harmful Algal Blooms (HABs) in recent decades. This is a natural phenomenon, characterized by the exacerbated growth of some phytoplankton species in water bodies resulting from the interaction between natural factors and anthropogenic actions. The monitoring of harmful microalgae in Santa Catarina is carried out by the Integrated Company for Agricultural Development of Santa Catarina (CIDASC) in mariculture areas, required for sanitary reasons. However, other affected aquatic environments need attention, for example, Lagoa da Conceição, a coastal lagoon environment of economic and cultural importance for the municipality of Florianópolis that suffers from the discharge of domestic effluents due to disorderly urban growth. These factors result in the eutrophication of the lagoon which, together with the environmental conditions, favors the occurrence of HABs. The present study aimed to isolate and characterize a strain of noxious dinoflagellate from samples from Lagoa da Conceição and areas under its influence, through morphological and molecular identification. Qualitative samples of water from the lagoon were collected by phytoplankton netting and acclimatized in wells; The species that showed favored growth was isolated by single-cell capillary suction. After molecular characterization, the DNA of the cultures was extracted and analyzed by PCR and Sanger sequencing of the target gene ITS1-5.8s-ITS2. In addition, the percentage of the target species was compared in relation to the total microalgae in environmental samples. For this, the concentrations of the isolated dinoflagellate were quantified by the Utermӧhl method in relation to the total number of cells of five points of the Lagoa da Conceição. The isolated strains were identified through light microscopy as Prorocentrum cordatum, a noxious species of dinoflagellates associated with HABs in southern Brazil. The resulting sequences showed a monomorphic profile and 100% similarity with P. cordatum sequences in the NCBI database. Cell quantification was performed in January and February 2024 and the proportion of P. cordatum cells relative to the total microalgae was higher in the southern region of Lagoa da Conceição. The abundance of nutrients (nitrogen and phosphorus) in the central and southern portion of the lagoon was associated with lower water flow, which may favor the growth of P. cordatum due to its mixotrophic habit and potential to cause HABs. The confirmation of morphological identification by molecular methods reinforces the accuracy in the definition of the harmful species that make up phytoplankton, making the screening of HABs more accurate and faster. Therefore, the present study contributes to the knowledge of the biodiversity of harmful microalgae in Lagoa da Conceição, subsidizing environmental surveillance actions, for example, by supporting the development of on-site, low cost and rapid detection tests of harmful microalgae.