Carrageenan from Gigartina skottsbergii: A Novel Molecular Probe to Detect SARS-CoV-2.

The COVID-19 pandemic has caused an unprecedented health and economic crisis, highlighting the importance of developing new molecular tools to monitor and detect SARS-CoV-2. Hence, this study proposed to employ the carrageenan extracted from Gigartina skottsbergii algae as a probe for SARS-CoV-2 virus binding capacity and potential use in molecular methods. G. skottsbergii specimens were collected in the Chilean subantarctic ecoregion, and the carrageenan was extracted -using a modified version of Webber's method-, characterized, and quantified. After 24 h of incubation with an inactivated viral suspension, the carrageenan's capacity to bind SARS-CoV-2 was tested. The probe-bound viral RNA was quantified using the reverse transcription and reverse transcription loop-mediated isothermal amplification (RT-LAMP) methods. Our findings showed that carrageenan extraction from seaweed has a similar spectrum to commercial carrageenan, achieving an excellent proportion of binding to SARS-CoV-2, with a yield of 8.3%. Viral RNA was also detected in the RT-LAMP assay. This study shows, for the first time, the binding capacity of carrageenan extracted from G. skottsbergii, which proved to be a low-cost and highly efficient method of binding to SARS-CoV-2 viral particles.

Características microambientais de Spirogyra sp. em um ecossistema lótico / Environmental characteristics determining the occurrence of Spirogyra sp. in a stream

Avaliaram-se quais características ambientais determinam a abundância da macroalga bentônica Spirogyra sp. em um riacho no município de União da Vitória, Paraná. A amostragem foi feita num transecto de 10m sem vegetação marginal e alta incidência solar (550 lux). Registrou-se a abundância da macroalga ao acaso em 20 rochas. Também registraram-se as seguintes características físicoquímicas: tamanho de substratos, profundidade, pH, condutividade, velocidade da correnteza, e saturação de oxigênio. Utilizou-se uma regressão linear para testar a influência das variáveis físico/químicas na abundância (cobertura percentual) de Spirogyra sp., que variou amplamente (68,25%; 5,0% a 100,0%). As variáveis ambientais não influenciaram a abundância de Spirogyra sp. (R2=0,227; p>0,05), provavelmente devido à ampla variação dos parâmetros avaliados nas rochas em que a espécie ocorria. Portanto, essa espécie parece ser generalista.

We tested which environmental variables determine the abundance of the benthic macroalgae Spirogyra sp. in a stream in União da Vitória, Paraná, Brazil. We sampled microalgae and environmental variables in a 10m transect without marginal vegetation and high light incidence (550 lux). We recorded the abundance of the macroalgae randomly in 20 rocks inside the stream. We also recorded the following physico-chemical variables of the habitat: substrate size, depth, pH, conductivity, water velocity, and oxygen saturation. The abundance of Spirogyra sp. and abiotic variables were initially submitted to descriptive statistics. We tested the influence of physico-chemical variableson the abundance (percentage cover) of Spirogyra sp. using a linear regression. The abundance of Spirogyra sp. varied widely (68.25%;5% to 100%). The environmental variables did not influence the abundance of Spirogyra sp. (R2=0.227; p>0.05), probably due to the wide variation in environmental variables where the species is found. Therefore, the species seems to be a generalist.

Características microambientais de Spirogyra sp. em um ecossistema lótico / Environmental characteristics determining the occurrence of Spirogyra sp. in a stream

Avaliaram-se quais características ambientais determinam a abundância da macroalga bentônica Spirogyra sp. em um riacho no município de União da Vitória, Paraná. A amostragem foi feita num transecto de 10m sem vegetação marginal e alta incidência solar (550 lux). Registrou-se a abundância da macroalga ao acaso em 20 rochas. Também registraram-se as seguintes características físicoquímicas: tamanho de substratos, profundidade, pH, condutividade, velocidade da correnteza, e saturação de oxigênio. Utilizou-se uma regressão linear para testar a influência das variáveis físico/químicas na abundância (cobertura percentual) de Spirogyra sp., que variou amplamente (68,25%; 5,0% a 100,0%). As variáveis ambientais não influenciaram a abundância de Spirogyra sp. (R2=0,227; p>0,05), provavelmente devido à ampla variação dos parâmetros avaliados nas rochas em que a espécie ocorria. Portanto, essa espécie parece ser generalista. (AU)

We tested which environmental variables determine the abundance of the benthic macroalgae Spirogyra sp. in a stream in União da Vitória, Paraná, Brazil. We sampled microalgae and environmental variables in a 10m transect without marginal vegetation and high light incidence (550 lux). We recorded the abundance of the macroalgae randomly in 20 rocks inside the stream. We also recorded the following physico-chemical variables of the habitat: substrate size, depth, pH, conductivity, water velocity, and oxygen saturation. The abundance of Spirogyra sp. and abiotic variables were initially submitted to descriptive statistics. We tested the influence of physico-chemical variableson the abundance (percentage cover) of Spirogyra sp. using a linear regression. The abundance of Spirogyra sp. varied widely (68.25%;5% to 100%). The environmental variables did not influence the abundance of Spirogyra sp. (R2=0.227; p>0.05), probably due to the wide variation in environmental variables where the species is found. Therefore, the species seems to be a generalist. (AU)

Effect of depth on growth and pigment contents of the macroalgae Gracilaria bursa-pastoris

The effects of environmental parameters on biomass, growth and pigment content of the red seaweed Gracilaria bursa-pastoris (S.G. Gmel.) P.C. Silva was investigated under field conditions in Thau Lagoon (France). The seaweed was cultivated in cages placed at three depths (1.0, 2.0 and 4.0 m) over a one-year period. The results showed elevated biomass and growth values in the spring and autumn, when temperature, light and photoperiod values were similar. The highest specific growth rates (SGR) were obtained at 1.0 m (4.95±0.29% day-1) and 2.0 m (4.45±0.33% day-1). At a depth of 4.0 m, the seaweed never exceeded 2% day-1 and obtained null values in the summer. The concentrations of phycoerythrin (RPE) and chlorophyll (CHL a) showed maximum values in the winter and minimum values in the summer. This evolution was related to water temperature, light intensity and nitrogen content in the algal tissue. The results obtained in this study show that the water depth influenced the growth and pigment composition of G. bursa-pastoris.

Photoacclimation in a tropical population of Cladophora glomerata (L.) Kützing 1843 (Chlorophyta) from southeastern Brazil

Photoacclimation of photosynthesis was investigated in a tropical population of C. glomerata (São Paulo State, southeastern Brazil, 20º 48’ 24" S and 49º 22’ 24" W) by chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll a content. Plants were acclimated to two levels of irradiance: low (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) and high (300 ± 10 µmol.m-2.s-1) and exposed short-term (4 days) and long-term (28 days) under a light-dark cycle of 12:12 hours. Photosynthesis-irradiance (PI) curves revealed distinct strategies of photoacclimation. In long-term exposure, plants acclimated by altering the photosynthetic units (PSU) number and keeping fixed the PSU size, revealed by increased rates of maximum photosynthesis (Pmax), lower photosynthetic efficiency (alpha) and higher values of the saturation parameter (Ik) under high irradiance. The short-term acclimation strategy consisted of changing the PSU size, with a fixed number of PSUs, as revealed by similar Pmax but higher alpha and lower Ik under low irradiance. Chlorophyll a contents followed the general pattern reported in green algae of higher concentrations under lower irradiance. Dark/light induction curves revealed consistently higher values of potential quantum yield under low irradiance. Initial and final values showed a higher recovery capacity in the short (84.4-90.6 percent) term exposure than in the long-term case (81.4-81.5 percent). ETR (electron transport rate) and NPQ (non-photochemical quenching) values were consistently higher under low irradiance. ETR showed a continuous and steady increase along the light exposure period in the short and long-term experiments, whereas NPQ values revealed a rapid increase after 15 seconds of light exposure, kept a slightly increasing trend and stabilized in most treatments. Lower photosynthetic performance (ETR) and recovery capacity of potential quantum yield were observed, particularly in long-term exposure, suggesting that this population...

A fotoaclimatação da fotossíntese foi investigada numa população tropical de Cladophora glomerata (Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, 20º 48’ 24" S e 49º 22’ 24" W) através de parâmetros de fluorescência da clorofila e conteúdo de clorofila a. As plantas foram aclimatadas a dois níveis de irradiância: baixa (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) e alta (300 ± 10 :mol.m-2.s-1) e expostas a curto período (4 dias) e longo período (28 dias) em fotoperíodo de 12 horas. Curvas de fotossíntese-irradiância (FI) revelaram estratégias distintas de fotoaclimatação. Plantas expostas a longo período aclimataram pela alteração do número de unidades fotossintéticas (UF) e mantiveram fixo o tamanho das UF. Estas características foram reveladas por menores taxas de fotossíntese máxima (Fmax), menor eficiência fotossintética (alfa) e valores mais altos do parâmetro de saturação (Ik) em alta irradiância. A estratégia de aclimatação em curto período consistiu em mudança no tamanho das UF, com número fixo de UF, conforme revelado por taxas semelhantes de fotossíntese máxima (Fmax), maiores valores de alfa e menores de Ik em baixa irradiância. Os conteúdos de clorofila a seguiram o padrão geral reportado para algas verdes de maiores concentrações em baixa irradiância. Curvas de indução escuro/luz revelaram valores consistentemente mais elevados de rendimento quântico potencial em baixa irradiância. Valores iniciais e finais mostraram capacidade de recuperação mais elevada em curto período (84,4-90,6 por cento) do que em longo período (81,4-81,5 por cento). Os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e extinção não-fotoquímica (NPQ) foram consistentemente mais elevados em baixa irradiância. Os valores de ETR tiveram aumento contínuo e estável ao longo do período de exposição luminosa em curto e longo períodos, enquanto que os de NPQ revelaram aumento rápido após 15 seconds de exposição à luz, mantiveram leve tendência de aumento e então estabilizaram...

Photoacclimation in a tropical population of Cladophora glomerata (L.) Kützing 1843 (Chlorophyta) from southeastern Brazil

Photoacclimation of photosynthesis was investigated in a tropical population of C. glomerata (São Paulo State, southeastern Brazil, 20º 48 24" S and 49º 22 24" W) by chlorophyll fluorescence parameters and chlorophyll a content. Plants were acclimated to two levels of irradiance: low (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) and high (300 ± 10 µmol.m-2.s-1) and exposed short-term (4 days) and long-term (28 days) under a light-dark cycle of 12:12 hours. Photosynthesis-irradiance (PI) curves revealed distinct strategies of photoacclimation. In long-term exposure, plants acclimated by altering the photosynthetic units (PSU) number and keeping fixed the PSU size, revealed by increased rates of maximum photosynthesis (Pmax), lower photosynthetic efficiency (alpha) and higher values of the saturation parameter (Ik) under high irradiance. The short-term acclimation strategy consisted of changing the PSU size, with a fixed number of PSUs, as revealed by similar Pmax but higher alpha and lower Ik under low irradiance. Chlorophyll a contents followed the general pattern reported in green algae of higher concentrations under lower irradiance. Dark/light induction curves revealed consistently higher values of potential quantum yield under low irradiance. Initial and final values showed a higher recovery capacity in the short (84.4-90.6%) term exposure than in the long-term case (81.4-81.5%). ETR (electron transport rate) and NPQ (non-photochemical quenching) values were consistently higher under low irradiance. ETR showed a continuous and steady increase along the light exposure period in the short and long-term experiments, whereas NPQ values revealed a rapid increase after 15 seconds of light exposure, kept a slightly increasing trend and stabilized in most treatments. Lower photosynthetic performance (ETR) and recovery capacity of potential quantum yield were observed, particularly in long-term exposure, suggesting that this population is constrained by the typical high light environment of tropical regions.

A fotoaclimatação da fotossíntese foi investigada numa população tropical de Cladophora glomerata (Estado de São Paulo, sudeste do Brasil, 20º 48 24" S e 49º 22 24" W) através de parâmetros de fluorescência da clorofila e conteúdo de clorofila a. As plantas foram aclimatadas a dois níveis de irradiância: baixa (65 ± 5 µmol.m-2.s-1) e alta (300 ± 10 :mol.m-2.s-1) e expostas a curto período (4 dias) e longo período (28 dias) em fotoperíodo de 12 horas. Curvas de fotossíntese-irradiância (FI) revelaram estratégias distintas de fotoaclimatação. Plantas expostas a longo período aclimataram pela alteração do número de unidades fotossintéticas (UF) e mantiveram fixo o tamanho das UF. Estas características foram reveladas por menores taxas de fotossíntese máxima (Fmax), menor eficiência fotossintética (alfa) e valores mais altos do parâmetro de saturação (Ik) em alta irradiância. A estratégia de aclimatação em curto período consistiu em mudança no tamanho das UF, com número fixo de UF, conforme revelado por taxas semelhantes de fotossíntese máxima (Fmax), maiores valores de alfa e menores de Ik em baixa irradiância. Os conteúdos de clorofila a seguiram o padrão geral reportado para algas verdes de maiores concentrações em baixa irradiância. Curvas de indução escuro/luz revelaram valores consistentemente mais elevados de rendimento quântico potencial em baixa irradiância. Valores iniciais e finais mostraram capacidade de recuperação mais elevada em curto período (84,4-90,6%) do que em longo período (81,4-81,5%). Os valores da taxa de transporte de elétrons (ETR) e extinção não-fotoquímica (NPQ) foram consistentemente mais elevados em baixa irradiância. Os valores de ETR tiveram aumento contínuo e estável ao longo do período de exposição luminosa em curto e longo períodos, enquanto que os de NPQ revelaram aumento rápido após 15 seconds de exposição à luz, mantiveram leve tendência de aumento e então estabilizaram na maioria dos tratamentos. Performances fotossintéticas inferiores e menor capacidade de recuperação do rendimento quântico potencial foram observadas, sugerindo que esta população sofre inibições pelo típico ambiente de alta irradiância de regiões tropicais.