Compilação de uma biblioteca de referência de DNA barcodes de macroalgas vermelhas e castanhas reportadas para Portugal e análise dos seus perfis fitoquímicos

Abstract

Este estudo teve como objectivo contribuir para a compilação de uma biblioteca de referência de DNA barcodes de macroalgas marinhas Portuguesas com vista à avaliação de perfis fitoquímicos em espécies rigorosamente identificadas e sua utilização em potenciais aplicações biotecnológicas e farmacológicas. A biblioteca de referência aqui produzida é composta por sequências parciais do gene mitocondrial do citocromo c oxidase I (COI), obtidas por amplificação e sequenciação de espécimes de macroalgas castanhas e vermelhas colectadas no âmbito deste estudo, aliada à compilação a partir de bases de dados públicas de sequências homólogas de espécies reportadas para Portugal. Efectuaram-se também análises dos perfis fitoquímicos de 16 espécies com recurso a High-Performance Liquid Chromatography e Gas Chromatography. Foi compilada uma biblioteca de referência composta por 241 DNA barcodes de 100 espécies, 71 das quais pertencentes ao filo Rhodophyta e 29 ao filo Heterokontophyta. A análise dos DNA barcodes de COI permitiu a distinção clara de espécies em praticamente todos os casos, salvo raras excepções cujas razões para a sua ocorrência se encontram devidamente documentadas. As taxas médias de divergência intraespecífica e interespecífica congenérica observadas no filo Rhodophyta foram 0,21% e 13,94%, respectivamente, e as mesmas taxas no filo Heterokontophyta foram de 0,22% e 6,94%, respectivamente. Estes padrões de variabilidade são muito próximos das reportadas em estudos de macroalgas de ambos os filos, confirmando a validade desta biblioteca de referência. A análise de perfis fenólicos por meio de HPLC não foi possível devido à concentração reduzida dos extractos analisados. A análise de perfis lipídicos por meio de GC permitiu confirmar uma maior variedade de ácidos gordos nas algas castanhas do que nas vermelhas. Os ácidos gordos maioritariamente presentes nas espécies de Rhodophyta foram C14, C16, C16:1, C18 e C18:1n9c/t e nas espécies de Heterokontophyta foram C14, C16, C16:1, C18, C18:1n9c/t, C18:3n3, C18:2n6c e C20:3n3. A combinação de uma biblioteca de referência de DNA barcodes com maior representatividade de espécies de macroalgas portuguesas, com um estudo mais aprofundado de perfis fitoquímicos de populações diversas da mesma espécie e/ou género irá facilitar o acesso a um recurso biológico da costa Portuguesa com grande potencial de exploração para fins biotecnológicos e farmacológicos.

The objective of this study was to assemble a reference library of DNA barcodes for Portuguese red and brown macroalgae in order to evaluate phytochemical profiles in thoroughly identified species and use them for potential biotechnological and pharmacological purposes. The reference library produced in this study is formed by partial sequences from the cytochrome oxidase I (COI) mitochondrial gene, obtained by amplification and sequencing of brown and red macroalgae specimen’s collected in the scope of this study, allied to the assembling of homologous sequence’s from public databases belonging to species reported from Portugal. Phytochemical analyses were also made on 16 macroalgae species using High- Performance Liquid Chromatography and Gas Chromatography. A reference library with 241 DNA barcodes from 94 species was assembled, of which 71 species belong to Rhodophyta and 23 species belong to Heterokontophyta. Analyses of COI DNA barcodes allowed to discriminate different species in almost every case, apart from a few exceptions which are duly interpreted in this study. Average intraspecific and interspecific congeneric divergences were 0,21% and 13,94% in Rhodophyta, respectively, and 0,22% and 6,94% in Heterokontophyta, respectively. These variability patterns are very similar to those reported in other Rhodophyta and Heterokontophyta macroalgae studies, confirming this reference library’s validity. Phenolic analyses with HPLC were not possible due to the extract’s low concentration. Lipid analyses with GC confirmed a larger fatty acid’s variety within brown macroalgae. The major fatty acids present in Rhodophyta species were C14, C16, C16:1, C18 and C18:1n9c/t and in Heterokontophyta species were C14, C16, C16:1, C18, C18:1n9c/t, C18:3n3, C18:2n6c and C20:3n3. Combining a more comprehensive reference library of DNA barcodes for Portuguese macroalgae, with a deeper study on phytochemical profiles from diversified populations of the same species and/or genera will greatly facilitate the access to a biological resource from the Portuguese coast that owns a great potential for biotechnological and pharmacological purposes.