A influência do fósforo na toxicidade de cobre e composição bioquímica de Chlorella vulgaris

Metal toxicity to microalgae is dependent on environmental conditions, evolutionary history of the microalgae, and previous exposure of the organism to the specific metal. Also, it is importantly influenced by the physiological condition of the algae in the moment of metal exposure. In this research we investigated several combinations of phosphorus (P) and copper (Cu) concentrations on the biochemical composition and Cu toxicity to Chlorella vulgaris. Due to its known toxicity, copper was considered in its free Cu2+ ions specie. Because microalgae physiology reflects the environmental conditions, but it also stores some of the inorganic nutrients, previous to Cu spike in the cultures, the algae were acclimated to each treatment s specific P concentration to be tested in combination with Cu. We considered cells were acclimated to a specific P concentration after its growth rate had been stabilized for at least four generations, always transferring the cells while in the beginning of the exponential growth phase. Biomass and physiological parameters analyzed were cell number (cell.mL-1), chlorophyll-a concentration, dry weight, lipid classes (Iatroscan TLC/FID), and total cellular proteins and carbohydrates at several combinations of P/Cu. The P concentrations tested were 5.0x10-5, 2.5x10-5, 5.0x10-6 and 1.0x10-6 mol.L-1 and the free Cu2+ ions concentrations ranged within 1x10-10 and 5x10-8 mol.L-1, and were determined through ion selective electrode (ISE). Our results showed that Cu toxicity to C. vulgaris increased at low P. Carbohydrate, protein and lipid productions were in general triggered at low P and high Cu, with some exceptions. TAG was the lipid class most affected by stressing situations. AMPL and PL were the lipid classes with the higher percent composition amog the classes; HC, WE and ST were present in minor amounts even under stressing situations.Financiadora de Estudos e ProjetosAs microalgas apresentam uma estreita relação com o meio circundante, sendo a parede e membrana celulares a via de entrada dos compostos dissolvidos. Mas, o modo como as algas interagem com os metais no ambiente, depende grandemente da especiação química do elemento. Portanto, a toxicidade de metais para microalgas relaciona-se, não somente com sua história evolutiva e condição fisiológica, mas também com a forma em que o metal é encontrado no ambiente. Nesta pesquisa, investigamos o efeito de diversas combinações de concentrações de fosfato (P) e cobre (Cu) na toxicidade do micronutriente e na composição bioquímica da microalga de água doce Chlorella vulgaris. O cobre foi analisado na forma iônica livre pois esta é uma das espécies de maior toxicidade para as algas. Antes da adição de cobre, a microalga foi aclimatada para a concentração de fosfato do respectivo tratamento experimental (P:Cu). As células foram consideradas aclimatadas para uma concentração específica de P após sua taxa de crescimento ter sido estabilizada por quatro gerações, sempre transferindo as células em fase inicial de crescimento exponencial. Para cada tratamento efetuado, os parâmetros de biomassa e fisiológicos analisados foram número de células por mL, concentração de clorofila-a, biomassa seca, classes lipídicas, através do equipamento (Iatroscan TLC/FID), proteínas e carboidratos celulares totais. As concentrações de P testadas foram 5,0x10-5, 2,5x10-5, 5,0x10-6 e 1,0x10-6 mol.L-1 e a amplitude de concentração de ions Cu2+ livres ficou entre 1x10-10 and 5x10-8 mol.L-1. Cobre livre foi determinados através de eletrodo seletivo ao íon (ISE) cobre. Nossos resultados mostraram que a toxicidade de Cu para C. vulgaris foi afetada pela concentração de fosfato no meio de cultura. Em baixas concentrações de fósforo, houve a maior toxicidade do Cu, aumento na produção de carboidratos e de lipídios. A análise das classes lipídicas revelaram que os hidrocarbonetos alifáticos (HC), ésteres de cera (WE) e esterol (ST) tiveram sua síntese ativada em concentrações tóxicas de Cu e de baixo fósforo. Similarmente, a síntese proteica aumentou sob essas condições, com a maior quantidade de síntese proteica obtida na menor concentração fósforo testada