Metabolic responses of Chlamydomonas reinhardtii CC125 under different proportions of urea and ammonium

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Batista, Aline Duarte
• Orientador(a): Nesi, Adriano Nunes
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Área do conhecimento CNPq: Botânica
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/21093

Chlamydomonas reinhardtii (filo Chlorophyta) é um organismo modelo amplamente utilizado para estudos de carência de nitrogênio (N), no intuito de avaliar a acumulação de lipídeos, alterações na bioenergética e a regulação da fotossíntese. As clorófitas podem incorporar N inorgânico e orgânico, e a fonte de N utilizada influencia no padrão de acúmulo de lipídeos. As fontes inorgânicas mais frequentemente disponíveis são amônio (NH 4+ ), nitrato (NO 3- ) e nitrito (NO 2- ); enquanto as fontes orgânicas mais comuns são purinas, ureia e aminoácidos. O uso de ureia por outras clorófitas usualmente promove melhoras no crescimento, na produção de lipídeos e biomassa quando comparado ao NH 4+ . Contudo, para C. reinhardtii faltam informações mais específicas de como o seu metabolismo responde à assimilação de ureia. Assim, neste trabalho estudou-se o metabolismo e o crescimento de C. reinhardtii CC125 em ureia como única fonte nitrogenada, bem como diferentes proporções de ureia combinada com NH 4+ . Alíquotas de C. reinhardtii CC125 foram mantidas em crescimento mixotrófico em meio TAP (Tris- Acetato-Fosfato), sob temperatura de 24±2 ° C, fotoperíodo de 16:8 h (luz: escuro), 90 μmol fótons m -2 s -1 e constante agitação a 110 rpm. Cinco tratamentos foram testados: (i) 100% NH 4+ (0,4 g L -1 NH 4 Cl); (ii) 25% ureia (0,3 g L -1 NH 4 Cl e 0,11 g L -1 ureia); (iii) 50% ureia (0,2 g L -1 NH 4 Cl e 0,21 g L -1 ureia); (iv) 75% ureia (0,1 g L -1 NH 4 Cl e 0,32 g L -1 ureia); e (v) 100% ureia (0,42 g L -1 ureia). Os tratamentos foram avaliados na fase logarítmica (LOG) após 50 h de cultivo e na fase estacionária (STA), após 240 h de crescimento. O número de células, área celular, biomassa livre de cinzas, os conteúdos de clorofila a e b, aminoácidos, amido, proteínas, carboidratos e lipídeos foram determinados nas fases LOG e STA. O perfil metabólico e de ácidos graxos foram determinados na fase STA. O crescimento observado nos meios com ureia foi similar ao 100% NH 4+ , quando comparadas as curvas e os parâmetros de crescimento. O número de células foi superior nos tratamentos com menos ureia, tanto na fase LOG quanto STA. Na fase LOG não houve diferença nos totais de clorofila a e b, aminoácidos e proteínas. Na fase STA os níveis de clorofila total bem como clorofila a foram maiores nos tratamentos 75% e 100% ureia. Os totais de clorofila b e proteínas solúveis totais aumentaram com o aumento de ureia. Os níveis de carboidratos, na fase LOG, foram maiores no tratamento 100% ureia. Na fase STA, os maiores valores obtidos foram dos tratamentos 100% ureia e 100% NH 4+ . O tratamento 100% ureia produziu maior quantidade de lipídeos nas duas fases de crescimento analisadas. A quantificação de açúcares indicou que alguns dissacarídeos aumentaram nos tratamentos com mais de 75% de ureia. Dos 14 ácidos orgânicos quantificados, 11 diminuíram no tratamento com 25% de ureia, assim como muitos aminoácidos. Quatro intermediários do ciclo TCA (citrato, isocitrato, succinato e malato) aumentaram no tratamento 100% ureia. O perfil de ácidos graxos foi modificado pelas concentrações de NH 4+ e ureia em C. reinhardtii: O total de ácidos graxos saturados (ΣSFA) aumentou com o aumento de ureia, porém o total de ácidos graxos monoinsaturados diminuiu com o aumento de ureia. O ácido graxo mais abundante foi o ácido palmítico (C16:0) e apresentou uma tendência ao aumento com o aumento de ureia no meio. A porcentagem de ácido oleico (C18:1 w8) decresceu com o amento de ureia, enquanto as porcentagens do ácido linoleico (C18:2 w6) dobrou nos tratamentos que continha ureia. Logo, nossos dados indicam que quanto maior a disponibilidade de ureia, maiores são as mudanças no metabolismo de Carbono (C) e N, sem, contudo, promover drásticas mudanças no crescimento. Além disso, nossos resultados sugerem que a ureia pode fornecer C adicional para a biossíntese, alterando a razão C:N no meio e promovendo mudanças no total de lipídeos e no perfil de ácidos graxos produzidos.