Resumen de Ecophysiological strategies in response to UV-B radiation stress in cultures of temperate microalgae isolated from the Pacific coast of South America

Vivian Montecino, Ximena Molina, Ginger Martínez, M Isabel Olmedo, Leira Retamal, Gabriela Hannach, Mónica V. Orellana

• español

  Las microalgas marinas expuestas a radiación ultravioleta (UV) presentan una respuesta adaptativa compleja, dada por una serie de mecanismos protectores y reparadores. Diferencias interespecificas en susceptibilidad al UV podrían resultar en la selección de las especies más tolerantes, alterándose así la estructura de los ensambles fitoplanctónicos. La importancia relativa de los mecanismos de protección y reparación frente a un potencial incremento de UV-B se estudió en monocultivos de cuatro especies aisladas de la costa de Chile que presentan diferencias taxonómicas, ecológicas y de tamaño: Alexandrium catenella Whedon et Kofoid Balech (dinoflagelado), Phaeodactylum tricornutum Bohlin (diatomea), Aureococcus sp. (crisoficea) y Spirulina subsalsa Oersted (cianobacteria bentónica). Diferencias en tasas de fotosíntesis y crecimiento (µ) se producirían porque la capacidad efectiva de aclimatación al UV entre microalgas no es universal. Cultivos en fase exponencial fueron primero aclimatados a 16 h día-1 de PAR + RUV-A (365 nm, 140-240 kJ m-2 d-1) y luego los tratamientos suplementados con 2 h d-1 alto y bajo RUV-B (313 nm, dosis máxima: 3,1 kJ m-2 d-1) al centro del período iluminado. Durante tres ciclos de fotoperiodo se estimó tasa de crecimiento (µ), absorción espectral in vivo, capacidad de fluorescencia celular, concentración de pigmentos fotosintéticos, tasa de fotosíntesis y fotorreactivación en cultivos control y tratamientos. Mientras que µ en Phaeodactylum y Aureococcus disminuyó en menos de un 35 %, Alexandrium y Spirulina presentaron una disminución entre 80-100 %. En estas últimas dos especies se observó un incremento significativo de compuestos absorbedores de RUV, probablemente debido a la presencia de sustancias tipo micosporinas (MAAs) y scytonemin, así como una menor eficiencia de fotoreactivación respecto de Phaeodactylum y Aureococcus. El análisis de las tasas de fotosíntesis de Phaeodactylum y Alexandrium frente a distintas razones PAR/UV-A, podrían también explicar las diferencias en µ. Estos resultados sugieren que en el tiempo, las especies con altas tasas de fotorreactivación podrían ser mas tolerantes al UV-B que aquellas especies que dependen de la síntesis de compuestos absorbedores de UV como mecanismo principal de protección

• English

  Marine microalgae exposed to ultraviolet radiation (UV) have complex adaptive responses provided by a series of protection and repair mechanisms. Interspecific differences in UV sensibility could result in differential selection of the more tolerant species, having consequences for the structure of phytoplankton assemblages. The relative importance of protection and photorepair mechanisms of microalgal cells exposed to potential UV-B stress was studied in monocultures with different taxonomic, ecological and size characteristics obtained from the Chilean coast. Differences in photosynthesis and growth rates were predicted, since the ability to effectively acclimate to UV is not universal between microalgal species. The dinoflagellate Alexandrium catenella Whedon et Kofoid Balech, the diatom Phaeodactylum tricornutum Bohlin, the chrysophyte Aureococcus sp. and the cyanobacterium Spirulina subsalsa Oersted were acclimated during exponential cell growth under PAR + UV-A radiation (365 nm, 140-240 kJ m-2 d-1) and thereafter exposed 2 h d-1 to high and low UV-B radiation (312 nm, maximum 3.1 kJ m-2 d-1) at the center of the 16 h light period. Measured parameters were growth rates (µ), in vivo spectral absorption, cellular fluorescence capacity, pigment concentration, photosynthesis and photoreactivation during three cycles in controls and treatment samples. Growth rates diminished less than 35 % in Phaeodactylum and Aureococcus compared to 80-100 % decrease in Alexandrium and Spirulina. In these two last species, a significant increase in UV absorbing substances was observed, probably related to the presence of mycosporine-like aminoacids (MAAs) and scytonemin, respectively, and also lower photoreactivation efficiency compared to Phaeodactylum and Aureococcus. The analysis of photosynthetic performance under different PAR/UV-A ratios for Alexandrium and Phaeodactylum, could also explain the differences in µ. These results suggest that in time, species with high rates of photorepair might be more tolerant to UV-B than those species, which depend on the synthesis of UV absorbing compounds as their principal protection mechanism