Efecto de la deficiencia de nitrógeno y la radiación uv en la actividad fotosintética y en los compuestos antioxidantes de las cianobacterias Spirulina (Arthrospira) maxima y Phormidium persicinum.

Abstract

Las cianobacterias son organismos fotosintéticos que en condiciones de estrés incrementan la producción de especies reactivas de oxígeno (ERO). La presencia de compuestos antioxidantes, indica que poseen mecanismos eficientes de protección. El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la deficiencia de nitrógeno y la radiación UV en las cianobacterias Spirulina (Arthrospira) maxima (Smax) y Phormidium persicinum (Php). Las cianobacterias se mantuvieron en cultivo batch en condiciones de laboratorio con los siguientes tratamientos: +N+PAR (control), -N+PAR, +N+PAR+UVR y -N+PAR+UVR. Los parámetros fotosintéticos se determinaron a través de la fluorescencia in vivo de la clorofila a del FSII, midiendo el rendimiento cuántico efectivo in situ Y(II), rendimiento cuántico óptimo (Fv/Fm), eficiencia fotosintética (α), tasa máxima de transporte de electrones (ETRmax), irradiancia de saturación (Ek) e irradiancia de fotoinhibición (Eopt). Se cuantificó la capacidad antioxidante total, la tasa de producción endógena de radical superóxido (O2●-), crecimiento celular, la actividad antioxidante enzimática de la superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT) y peroxidasas totales (POX), y la concentración de lipoperoxidos (TBARS), proteínas, carbohidratos, lípidos, clorofila a, carotenoides totales, ficobiliproteínas (ficoeritrina, ficocianina y aloficocianina), compuestos fenólicos totales, ácidos grasos y vitaminas C y E. En Smax la deficiencia de nitrógeno y la radiación UV provocaron (1) disminución en el crecimiento celular, eficiencia fotosintética, contenido de clorofila a, producción endógena de O2●-, capacidad antioxidante total, ficobiliproteínas, carotenoides totales, compuestos fenólicos totales, proteínas, lípidos y ácidos grasos (saturados, monoinsaturados, biinsaturados y poliinsaturados), (2) aumento en TBARS, actividad enzimática (SOD, CAT y POX) y contenido de carbohidratos y (3) no hubo efecto sobre el contenido de vitaminas (C y E). En Php se encontró (1) disminución en el crecimiento celular, eficiencia fotosintética, capacidad antioxidante total, concentración de ficobiliproteínas, compuestos fenólicos totales y ácidos grasos biinsaturados, (2) aumento de TBARS, producción endógena de O2●-, actividad enzimática (SOD, CAT y POX), concentración de vitaminas (C y E), carotenoides totales, lípidos, ácidos grasos saturados y poliinsaturados, y (3) no hubo efecto en el contenido de clorofila a, contenido de proteínas, carbohidratos y ácidos grasos monoinsaturados. Los resultados de este estudio, indican que la deficiencia de nitrógeno y la radiación UV disminuyeron la capacidad antioxidante y la actividad fotosintética de Smax y Php, provocando cambios en el metabolismo primario y secundario, lo que se vio reflejado en los cambios de concentración de los metabolitos analizados.