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Author: Hadi, Sámed Ibrahim Isa Abdel
Advisor: Brasil, Prof. Dr. Bruno dos Santos Alves Figueiredo
Title: Identificação molecular e criopreservação de microalgas verdes (chlorophyta) isoladas de águas continentais brasileiras
Keywords: Microalgas;Algas verdes;Chlorophyta;Identificação molecular;Marcador molecular;rbcL;ITS2;Barcode de DNA;Criopreservação
Issue Date: 23-Feb-2015
Publisher: Universidade Federal do Tocantins
Program: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia - PPGB
Citation: HADI, Sámed Ibrahim Isa Abdel. Identificação molecular e criopreservação de microalgas verdes (chlorophyta) isoladas de águas continentais brasileiras. 2015.82f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) – Universidade Federal do Tocantins, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Gurupi, 2015.
Resumo: As microalgas são organismos unicelulares fotossintéticos que possuem estrutura celular eucariótica e podem apresentar-se em formas coloniais ou livres. Estes organismos vem sendo amplamente estudados para aplicação em biorremediação e em biorrefinarias. Seu potencial biotecnológico destaca-se na produção de biocombustíveis e bioprodutos, por apresentarem características como alta taxa de crescimento e alta capacidade de armazenamento de substâncias de reserva, como lipídios e amido. Coleções de recursos genéticos e programas de melhoramento, tem como pré-requisito a identificação e manutenção dos organismos em um estado metabólico inativo. Desta forma, dois marcadores moleculares, o gene cloroplastídeo rbcL e a região ITS2 do DNA ribossômico nuclear, foram utilizados como barcodes de DNA para identificação das cepas microalgais coletadas de águas continentais brasileiras, depositadas na Coleção de Microrganismos e Microalgas Aplicados à Agroenergia e Biorrefinarias da Embrapa. Para a manutenção dos recursos genéticos desta coleção em um estado metabólico inativo, aplicou-se o método de criopreservação aliado a estratégia de resfriamento lento, utilizando os compostos químicos metanol e dimetilsulfóxido (DMSO) como agentes crioprotetores. A região ITS2 pode ser amplificada e sequenciada com sucesso em 48 (94%) das amostras utilizando um par de primers universais disponíveis na literatura. Por outro lado, novos pares de primers tiveram que ser desenhados para o gene rbcL, o que possibilitou o sequenciamento de 49 (96%) das amostras. Uma diversidade média de nucleotídeos próxima foi observada entre as sequências de ITS2 (0.472) e rbcL (0.461), o que sugere um similar poder de discriminação de espécies. Porém, os resultados indicam que o ITS2 deve ser utilizado como marcador primário, e o rbcL como marcador auxiliar para a identificação de microalgas verdes. Os testes de criopreservação demonstraram que é possível empregar este método para manutenção de microalgas continentais brasileiras em estado metabólico inativo, utilizando DMSO em concentração de 10% como agente crioprotetor.
Abstract: Microalgae are photosynthetic unicellular organisms that have eukaryotic cell structure and occur in colonial or free forms. These organisms have been widely studied in the application of bioremediation and in biorefineries. Their biotechnological potential stands out in the production of biofuels and bioproducts, because they have features like high growth rate and high storage capacity of reserve substances, such as lipids and starch. Collections of genetic resources and breeding programs have as a prerequisite the identification and the maintenance of the organisms in an inactive metabolic state. Thus, two molecular markers, the chloroplastid gene rbcL and the ITS2 region of the nuclear ribosomal DNA were used as DNA barcodes for identification of microalgal strains collected from Brazilian continental waters, deposited in Embrapa’s Collection of Microorganisms and Microalgae Applied to Agroenergy and Biorefineries. For the genetic resources maintenance in an inactive metabolic state, it was applied the cryopreservation method combined with a slow cooling strategy, using the chemical compounds methanol and dimethyl sulfoxide (DMSO) as cryoprotectans agents. The ITS2 region could be amplified and sequenced successfully in 48 (94%) of the samples using a pair of universal primers available in the literature. On the other hand, new sets of primers had to be designed for the rbcL gene, which allowed the sequencing of 49 (96%) of the samples. Similar levels of nucleotide diversity were observed among the ITS2 (0.472) and rbcL (0.461) sequences, suggesting a similar potential for taxa discrimination. However, the results indicates that the ITS2 should be used as a primary marker, and rbcL as an auxiliary marker for the identification of green microalgae. Cryopreservation tests showed that it is possible to use this method for maintaining Brazilian continental microalgae in an inactive metabolic state using DMSO in 10% concentration as a cryoprotectant agent.
URI: http://hdl.handle.net/11612/305
Appears in Collections:Mestrado em Biotecnologia

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