Genetic polymorphism in brazilian microcystis spp. (Cyanobacteria) toxic and non-toxic through RFLP-PCR of the cpcBA-IGS

ABSTRACT

The escalating occurrence of cyanobacterial toxic blooms demands a better understanding of genetic variability as an auxiliary expedient in species identification, collaborating with the monitoring of water destined to public supply. This study aimed at the unraveling of genetic polymorphism in the toxic and nontoxic strains of Microcystis (Cyanobacteria) species, isolated from diverse Brazilian localities through the RFLP-PCR technique applied to the c-phycocyanin encoding operon and its intergenic spacer (cpcBA-IGS). Eighteen strains belonging to M. aeruginosa, M. panniformis, M. protocystis and M. wesenbergii, plus two other unidentified strains, were analyzed by means of the morphological and molecular data. The molecular data constituted three groups with low similarity values unrelated to the geographical origin, toxicity or morphospecies. A high genetic variability among the studied populations was unveiled by the results. Brazilian populations of Microcystis spp. displayed high genetic diversity when compared to those from Australia, Japan, United States and Europe. This ample genetic diversity could be observed through the diverse eletrophoretic profiles obtained among the strains from a single species. The presence of toxic and non-toxic strains was observed in the same species, as M. aeruginosa.

RESUMO

A ocorrência de florações de cianobactérias tóxicas demanda um melhor entendimento da variabilidade genética como um instrumento auxiliar na identificação de espécies colaborando, assim, com o monitoramento de águas destinadas ao abastecimento público. Este estudo objetivou o conhecimento do polimorfismo genético de linhagens tóxicas e não tóxicas de espécies de Microcystis (Cyanobacteria), isoladas de diversas localidades brasileiras, utilizando a técnica molecular RFLP-PCR para o operon que codifica para a c-ficocianina e seu espaçador intergênico (cpcBA-IGS). Foram analisadas dezoito linhagens pertencentes as espécies Microcystis aeruginosa, M. panniformis, M. protocystis, M. wesenbergii e duas outras não identificadas através de dados morfológicos e moleculares. Os resultados moleculares formaram três agrupamentos com baixos valores de similaridade entre si os quais não foram relacionados à origem geográfica, toxicidade ou morfoespécies. As populações brasileiras de Microcystis spp. apresentaram alta diversidade genética quando comparadas com as da Austrália, Japão, Estados Unidos e Europa. Esta ampla diversidade genética pode ser vislumbrada através de diversos perfis eletroforéticos obtidos entre linhagens de uma mesma espécie. Nós encontramos a presença de linhagens tóxicas e não tóxicas em uma mesma espécie, como em M. aeruginosa.