Detección de poblaciones tóxicas de Microcystis spp. con distintas preferencias ambientales. Estudio de caso

embalse de Salto Grande

Autores/as

  • Facundo Lepillanca Departamento de Microbiología, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, IIBCE, Montevideo, Uruguay http://orcid.org/0000-0003-3092-7870
  • Gabriela Martínez de la Escalera Departamento de Microbiología, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, IIBCE, Montevideo, Uruguay http://orcid.org/0000-0001-8240-0777
  • Facundo Bordet Área de Gestión Ambiental, Comisión Técnica Mixta de Salto Grande, Montevideo, Uruguay
  • Inés O'Farrell Departamento de Ecología, Genética y Evolución, Instituto IEGEBA (CONICET-UBA), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires, Argentina http://orcid.org/0000-0002-2236-2905
  • Claudia Piccini Departamento de Microbiología, Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, IIBCE, Montevideo, Uruguay http://orcid.org/0000-0002-2762-1953

DOI:

https://doi.org/10.26461/16.06

Palabras clave:

Microcystis, HRMA, genotipos tóxicos, embalse Salto Grande, mcyJ

Resumen

En este trabajo se evaluó la dinámica y toxicidad de Microcystis spp. en el embalse de Salto Grande en invierno y verano de 2013, así como la diversidad genética de sus poblaciones tóxicas mediante análisis de melting de alta resolución de amplicones del gen mcyJ. La abundancia de células de Microcystis spp. varió entre los distintos sitios y entre estaciones, detectándose una abundancia signifcativamente mayor de células y genotipos tóxicos así como de microcistina-LR en verano. Además, se detectaron dos grupos de genotipos mcyJ (clusters 1 y 2) con diferentes preferencias ambientales. El 1 estuvo integrado por muestras de Microcystis spp. obtenidas en condiciones de bajas temperaturas (≤ 17,6 °C) y mayor conductividad (~52-58 µS cm-1), presentando bajo número de células y ausencia de microcistina-LR. Las muestras incluidas en el cluster 2 se caracterizaron por ser de verano (temperatura entre 17,6 y 25,9 ºC), presentar menor conductividad (~50-52 µS cm-1), alta abundancia de células y presencia de microcistina-LR. Nuestros resultados sugieren que las poblaciones tóxicas de Microcystis que florecen en verano serían diferentes a las que se mantienen durante el invierno y que la temperatura y conductividad del agua serían variables relevantes que controlarían su abundancia y toxicidad.

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Citas

Amé, M.V. y Wunderlin, D.A., 2005. Effects of iron, ammonium and temperature on microcystin content by a natural concentrated Microcystis aeruginosa population. En: Water, Air, and Soil Pollution, 168, pp.235-248.

American Public Health Association, American Water Works Association y Water Environment Federation, 2005. Standard methods for the examination of water and wastewater. 21a ed. Washington: APHA. Standard Method 4500 P B - P E Ascorbic Acid Method and 4500 N.C Persulfate Method. Approved 1997-Rev. 2011.

Aubriot, L., Bonilla, S. y Falkner, G., 2011. Adaptive phosphate uptake behaviour of phytoplankton to environmental phosphate fluctuation. En: FEMS Microbiology Ecology, pp.1-16.

Bonilla, S., 1997. Composición y abundancia ftoplanctónica de tres embalses en cadena sobre el río Negro, Uruguay. En: Iheringia, Ser. Bot., 49, pp.47-61.

Bonilla, S., Haakonsson, S., Somma, A., Gravier, A., Britos, A., Vidal, L., De León, L., Brena, B., Pírez, M., Piccini, C., Martínez de la Escalera, G., Chalar, G., González-Piana, M., Martigani, F. y Aubriot, L., 2015. Cianobacterias y cianotoxinas en ecosistemas límnicos de Uruguay. En: INNOTEC, 10, pp.9-22.

Bordet, F., Fontanarrosa, M. y O’Farrell, I., 2017. Influence of light and mixing regime on bloom‐forming phytoplankton in a subtropical reservoir. En: River Research and Applications, 33(8), pp.1315-1326. https://doi.org/10.1002/rra.3189.

Chalar, G., De León, L., de León, R., Fabián, D. y Gorga, J., 1993. Evaluación de la eutrofzación del embalse de Salto Grande. Análisis de las relaciones entre los parámetros físico-químicos y biológicos. Informe fnal de la primera etapa. Montevideo: Sección Limnología, Facultad de Ciencias. (Informe inédito).

Chalar, G., 2009. Te use of phytoplankton patterns of diversity for algal bloom management. En: Limnologica, 39(3), pp.200-208.

Davis, T.W., Berry, D.L., Boyer, G.L., Gobler, C.J, 2009. The effects of temperature and nutrients on the growth and dynamics of toxic and non-toxic strains of Microcystis during cyanobacteria blooms. En: Harmful Algae, 8(5), pp.715–725.

De León, L. y Yunes, J.S., 2001. First report of a Microcystincontaining bloom of the cianobacterium Microcystis aeruginosa in the La Plata River, South America. En: Environm. Toxicol., 16(1), pp.110-112.

Dittmann, E. y Wiegand, C., 2006. Cyanobacterial toxins – occurrence, biosynthesis and impact on human affairs. En: Mol. Nutr. Food Res., 50, pp.7-17. doi:10.1002/mnfr.200500162

Dziallas, C. y Grossart, H.P., 2011. Increasing oxygen radicals and water temperature select for toxic Microcystis sp. En: PLoS ONE, 6(9), pp.e25569.

Feola, G., Brena, B., Risso, J. y Sienra, D. y Echezarreta, M. E., 2008. Programa de monitoreo de agua de playas y costa de Montevideo. Informe temporada estival: 2007-2008 [En línea]. Montevideo: IMM. [Consulta: 12 de junio de 2017]. Disponible en: http://www.montevideo.gub.uy/sites/default/fles/informe_monitoreo_agua_playas_costas_temporada_estival_2007-2008.pdf

Hasle, R.G., 1978. Te inverted microscope method. En: Sournia, A., ed. Monographs on oceanographic methodology. Vol 6, Phytoplankton manual. Paris: UNESCO. pp. 88–96.

Havens, K.E., 2007. Cyanobacteria blooms: effects on aquatic ecosystems. En: Hudnell, K.H., ed. Cyanobacterial harmful algal blooms: state of the science and research. Vol. 619. New York: Springer: pp.675–732.

Hu, C., Rea, C., Yu, Z., Lee, J., 2016. Relative importance of Microcystis abundance and diversity in determining microcystin dynamics in Lake Erie coastal wetland and downstream beach water. En: Journal of Applied Microbiology, 120, pp.138–151. doi: 10.1111/jam.12983.

Huisman, J., Matthijs, H.C.P. y Visser, P.M., eds., 2005. Harmful Cyanobacteria. Amsterdam: Springer.

International Organization for Standarization, 2005. ISO 20179: Water quality. Determination of microcystins -
method using solid phase. Ginebra: ISO.

Joung, S.H., Oh, H.M., Ko, S.R., Ahn, C.Y., 2011. Correlations between environmental factors and toxic and nontoxic Microcystis dynamics during bloom in Daechung Reservoir, Korea. En: Harmful Algae, 10, pp.188-193.

Karjalainen, M., Engström-Öst, J., Korpinen, S., Peltonen, H., Pääkkönen, J-P. y Rönkkönen, S. et al., 2007. Ecosystem consequences of cyanobacteria in the Northern Baltic Sea. En: AMBIO, (36), pp.195–202.

Kim, S.G., Joung, S.H., Ahn, C.Y., Ko, S.R., Boo, S.M., Oh, H.M., 2010. Annual variation of Microcystis genotypes and their potential toxicity in water and sediment from a eutrophic reservoir: population diversity of Microcystis spp. during algal bloom. En: FEMS Microbiol. Ecol., 74, pp.93–102.

Kosten, S., Huszar, V.M.L., Becarés, E., Costa, L.S., van Donk, E., Hansson, L.A., Jeppesen, E., Kruk, C., Lacerot, G., Mazzeo, N., de Meester, L., Moss, B., Lürling, M., Nõges, T., Romo, S. y Scheffer, M., 2011. Warmer climates boost cyanobacterial dominance in shallow lakes. En: Global Change Biology, 18, pp.118–126.

Kruk, C., Piccini, C., Segura, A., Nogueira, L., Carballo, C., Martinez de la Escalera Siri, G., Calliari, D., Ferrari, G., Simoens, M., Cea, J., Alcántara, I., Vico, P. y Miguez, D., 2015. Herramientas para el monitoreo y sistema de alerta de floraciones de cianobacterias nocivas: Río Uruguay y Río de la Plata. En: INNOTEC, 10, pp.23-39.

Lawton, L.A., Edwards, C. y Codd, G.A., 1994. Extraction and high-performance liquid chromatographic method for the determination of microcystins in raw and treated waters. En: Analyst, 119(7), pp.1525-1530.

Lorenzen, C.J., 1967. Determination of chlorophyll and pheopigments: spectrophotometric equations. En: Limnology and Oceanography, 12, pp.343-346.

Martínez de la Escalera, G., Antoniades, D., Bonilla, S., Piccini, C., 2014. Application of ancient DNA to the reconstruction of past microbial assemblages and for the detection of toxic cyanobacteria in subtropical freshwater ecosystems. En: Molecular Ecology, 23, pp.5791–5802.

Martínez de la Escalera, G., Kruk, C., Segura, A.M., Nogueira, L., Alcántara, I. y Piccini, C., 2017. Dynamics of toxic genotypes of Microcystis aeruginosa complex (MAC) through a wide freshwater to marine environmental gradient. En: Harmful Algae, 62, pp.73-83.

Mazzeo, N., Clemente, J., García-Rodríguez, F., Gorga, J., Kruk, C., Larrea, D., Meerhoff, M., Quintans, F., Rodríguez-Gallego, L. y Scasso, F., 2002. Eutrofzación: causas, consecuencias y manejo. En: Domínguez, A. y Prieto, R.G., eds. Perfl ambiental del Uruguay. Montevideo: Nordan-Comunidad. pp.39-56.

O’Farrell, I., Bordet, F., Chaparro, G., 2012. Bloom forming cyanobacterial complexes co-occurring in a subtropical large reservoir: validation of dominant eco-strategies. En: Hydrobiologia, 698, pp.175-190.

O’Neil, J.M., Davis, T.W., Burford, M.A. y Gobler, C.J., 2012. The rise of harmful cyanobacteria blooms: Te potential roles of eutrophication and climate change. En: Harmful Algae, 14, pp.313–334.

Paerl, H. y Huisman, J., 2008. Blooms like it hot. En: Science, 320, pp.57–58.

Paerl, H. y Huisman, J., 2009. Climate change: A catalyst for global expansion of harmful cyanobacterial blooms. En: Environ. Microbiol. Rep., 1, pp.27–37.

Paerl, H., 2014. Mitigating harmful cyanobacterial blooms in a human- and climatically-impacted world. En: Life, 4(4), pp.988.

Pobel, D., Godon, J.J., Humbert, J.F., Robin, J., 2012. Highfrequency monitoring of the genetic diversity and the potential toxicity of a Microcystis aeruginosa bloom in a French shallow lake. En: FEMS Microbiology Ecology, 79, pp.132–141. doi: 10.1111/j.1574-6941.2011.01203.x

Quirós, R. y Cuch, 1982. Características limnológicas del embalse de Salto Grande II: Distribución y Dinámica de nutrientes. Instituto Nacional de Investigación y Desarrollo Pesquero. En: Ecología Argentina, 8, pp.111-142.

Quirós, R. y Luchini, L., 1982. Características limnológicas del embalse de Salto Grande, III: Fitoplancton y su relación con parámetros ambientales. En: Rev. Asoc. Cienc. Nat. Litoral, 13, pp.49-66.

Reynolds, C.S., 2006. Te ecology of freshwater phytoplankton. Cambridge: Cambridge University Press.

Rinta-Kanto, J.M., Konopko, E.A., DeBruyn, J.M., Bourbonniere, R.A., Boyer, G.L.y Wilhelm, S.W., 2009. Lake Erie Microcystis: relationship between microcystin production, dynamics of genotypes and environmental parameters in a large lake. En: Harmful Algae, 8, pp.665–673.

Rodríguez-Gallego, L., 2010. Eutrofzación de las lagunas costeras de Uruguay: impacto y optimización de los usos del suelo. Montevideo: Facultad de Ciencias, UDELAR. (Tesis de Doctorado).

Salas, H. y Martino, P., 1991. A simplifed phosphorous trophic state model for warm-water tropical state. En: Water Research, 25(3), pp.341-350.

Schindler, D.W., Hecky, R.E., Findlay, D. L., Stainton, M.P., Parker, B.R., Paterson, M.J., Beaty, K.G., Lyng, M. y Kasian, S.E.M., 2008. Eutrophication of lakes cannot be controlled by reducing nitrogen input: results of a 37-year whole-ecosystem experiment. En: Proceedings of the National Academy of Sciences, 32, pp.11254–11258.

Sipari, H., Rantala-Ylinen, A., Jokela, J., Oksanen, I., Sivonen, K., 2010. Development of a chip assay and quantitative PCR for detecting microcystin synthetase e gene expression. En: Appl. Environ. Microbiol., 76, pp.3797–3805.

Sivonen, K. y Jones, G., 1999. Cyanobacterial toxins. En: Chorus, I. y Bartram, J., eds. Toxic cyanobacteria in water: a guide to their public health consequences, monitoring and management. Londres: E & FN Spon. pp.41–111.

Tanabe, Y., Kaya, K. y Watanabe, M.M., 2004. Evidence for recombination in the Microcystin Synthetase (mcy) genes of toxic cyanobacteria Microcystis spp. En: Journal of Molecular Evolution, 58, pp.633–641. doi: 10.1007/s00239-004-2583-1.

Tanabe, Y., Sano, T., Kasai, F. y Watanabe, M.M., 2009. Recombination, cryptic clades and neutral molecular divergence of the microcystin synthetase (mcy) genes of toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa. En: BMC Evolutionary Biology, 9, pp.115. doi: 10.1186/1471-2148-9-115

Tanabe, Y., Hodoki, Y., Sano, T., Tada, K. y Watanabe, M.M., 2018. Adaptation of the freshwater bloom-forming cyanobacterium microcystis aeruginosa to brackish water is driven by recent horizontal transfer of sucrose genes. En: Frontiers in Microbiology, 9, pp.1150.

Tillett, D., Dittmann, E., Erhard, M., Von Dohren, H., Borner, T. y Neilan, B.A., 2000. Structural organization of microcystin biosynthesis in Microcystis aeroginosa PCC7806: an integrated peptide-polyketide synthetase system. En: Chemistry & Biology, 7, pp.753-764.

Tonk, L., Bosch, K., Visser, P., M. y Huisman, J., 2007. Salt tolerance of the harmful cyanobacterium Microcystis aeruginosa. En: Aquatic Microbial Ecology, 46(2), pp.117-123.

UNESCO y Bonilla, Sylvia, ed., 2009. Cianobacterias planctónicas del Uruguay. Manual para la identifcación y
medidas de gestión. Montevideo: UNESCO. (Documento Técnico PHI-LAC, N° 16)

van der Westhuizen, A.J. y Eloff, J.N., 1985. Effect of temperature and light on the toxicity and growth of the blue-green alga Microcystis aeruginosa (UV-006). En: Planta, 163(1), 55-59.

van der Westhuizen, A.J., Eloff J.N. y Krüger G.H.J., 1986. Effect of temperature and light (fluence rate) on the composition of the toxin of the cyanobacterium Microcystis Aeruginosa(UV-006). En: Arch Hydrobiol., 108, pp.145-154

Vidal, L. y Kruk, C., 2008. Cylindrospermopsis raciborskii (Cyanobacteria) extends its distribution to latitude 34º53`S: taxonomical and ecological features in Uruguayan eutrophic lakes. En: Pan-American Journal of Aquatic Sciences, 3, pp.142-151.

Watanabe, M.F. y Oishi, S., 1985. Effects of environmental factors on toxicity of a cyanobacterium (Microcystis aeruginosa) under culture conditions. En: Applied and Environmental Microbiology, 49(5), pp.1342-1344.

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Publicado

2018-11-01

Cómo citar

Lepillanca, F., Martínez de la Escalera, G., Bordet, F., O’Farrell, I., & Piccini, C. (2018). Detección de poblaciones tóxicas de Microcystis spp. con distintas preferencias ambientales. Estudio de caso: embalse de Salto Grande. INNOTEC, (16 jul-dic), 08–16. https://doi.org/10.26461/16.06

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