ESTM - Mestrado em Biotecnologia dos Recursos Marinhos
URI permanente para esta coleção:
Navegar
Percorrer ESTM - Mestrado em Biotecnologia dos Recursos Marinhos por Domínios Científicos e Tecnológicos (FOS) "Ciências Naturais"
A mostrar 1 - 10 de 13
Resultados por página
Opções de ordenação
- Accumulation of microplastics in North Atlantic sharks: causes, potential effects, and bioremediation strategiesPublication . Casado, Roger Busom; Novais, Sara Calçada; Bessa, Ana Filipa Silva; Ceia, Filipe Rafael dos SantosO plástico é um material versátil amplamente utilizado em muitos setores económicos e tem sido produzido em massa desde a década de 1950. No entanto, o plástico é composto por polímeros de difícil degradação que, devido à gestão inadequada atual e outros fatores, resulta na acumulação de grandes quantidades desses polímeros em diferentes ecossistemas da Terra, incluindo nos oceanos. Como o plástico é ubíquo em vários sistemas oceânicos, eventualmente interage com organismos marinhos, levando a eventos de emaranhamento ou ingestão. Muitos estudos têm demonstrado a acumulação de macro- e microplásticos em organismos marinhos. Entre eles, os predadores de topo de vida longa são muito propensos a acumular grandes quantidades de resíduos plásticos devido aos processos de bioacumulação e biomagnificação. Por essa razão, os tubarões carnívoros podem ser considerados bons sentinelas de contaminação por microplásticos, devido à sua alta posição trófica e à diversidade de habitats que podem ocupar (ou seja, desde bentónicos a pelágicos e de ambientes costeiros a oceânicos). O principal objetivo da presente tese foi avaliar a acumulação de microplásticos e outras partículas antropogênicas na espécie de tubarão bentónico Scyliorhinus canicula e compará-la aos dados gerados para o tubarão pelágico Prionace glauca da mesma área geográfica, com ambos os estudos seguindo a mesma metodologia. Tal teve como propósito avaliar diferenças na ingestão de partículas antropogénicas entre os dois tubarões, com a hipótese de que o lixo antropogénico não se acumula uniformemente em diferentes zonas marinhas e, portanto, os organismos marinhos podem tender a acumular partículas antropogénicas mais presentes nos seus respetivos ecossistemas. Além disso, também se pretendia avaliar se os resultados do presente estudo estariam alinhados com a literatura existente sobre a acumulação de partículas antropogénicas em outros tubarões e ecossistemas marinhos (ou seja, água do mar e leito oceânico). Por último, este trabalho também visou estudar como parâmetros digestivos, como enzimas e condições de pH ácido, poderiam afetar as partículas antropogénicas retidas no trato gastrointestinal dos tubarões, a fim de entender que mudanças as partículas antropogénicas podem sofrer durante a sua passagem pelo trato digestivo do tubarão. Além disso, o estudo dos efeitos enzimáticos sobre os plásticos também visou avaliar o potencial biotecnológico dessas enzimas digestivas para a degradação de plásticos. Os resultados mostraram uma incidência de 100% de partículas antropogénicas em ambos os tubarões, com Scyliorhinus canicula acumulando menos partículas por indivíduo (7.84 ± 3.49) do que Prionace glauca (36.31 ± 23.7). Em relação à forma dos itens ingeridos, os tubarões pata-roxa acumularam até 4 vezes menos fragmentos do que os tubarões-azuis. No entanto, para ambos os tubarões, as fibras foram a forma de partículas mais acumulada. Em relação ao tipo de polímero, S. canicula ingeriu principalmente partículas de origem natural (por exemplo, celulose, algodão e outros) e a maioria dos itens ingeridos tinha uma densidade maior do que a da água do mar (flutuação negativa), enquanto P. glauca ingeriu principalmente itens de origem sintética (por exemplo, polietileno, polipropileno e outros), e uma grande proporção das partículas acumuladas tinha uma densidade menor que a da água do mar (flutuação positiva). Por último, em relação aos testes digestivos in vitro, ao simular algumas das condições do trato gastrointestinal dos tubarões, a enzima pepsina foi capaz de causar perda de peso em filamentos de poliamida (4.64%), em filmes de polietileno de baixa densidade (2.32%) e causou alterações estruturais em fibras de algodão. Este estudo destaca a importância de monitorizar a ingestão de partículas antropogénicas em predadores de topo para demonstrar ainda mais a vulnerabilidade desses organismos marinhos à acumulação de lixo marinho, o que pode resultar em potenciais impactos para a saúde dos mesmos, ao mesmo tempo em que oferece informações sobre os diferentes níveis de poluição antropogênica em diferentes áreas marinhas (bentônicas versus pelágicas). Além disso, este estudo também destaca a importância de compreender como as partículas ingeridas se podem comportar dentro do trato digestivo dos organismos para futuramente explorar os seus possíveis efeitos.
- Caracterização da atividade neuroprotetora de exopolissacarídeos extraídos de dinoflagelados marinhos: Protoceratium reticulatum; Gymnodinium catenatum; Prorocentrum limaPublication . Teixeira, Madalena Froés Ferreira Couto; Alves , Celso Miguel da Maia; Silva , Joana Rita Martins da; Ferreira , Ana de Jesus Branco de Melo de AmorimA doença de Parkinson (DP) é uma patologia neurodegenerativa progressiva caracterizada pela perda de neurónios dopaminérgicos e pela acumulação de corpos de Lewy, conduzindo a défices motores e cognitivos. As terapias atualmente disponíveis, como a Levodopa, são essencialmente sintomáticas e não alteram a progressão da doença. Compostos naturais marinhos, em particular os exopolissacarídeos (EPS), apresentam propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias, tornando-se candidatos promissores para estratégias neuroprotetoras. O principal objetivo da presente dissertação consistiu na caracterização química e na avaliação das atividades antioxidante, neuroprotetora e anti-inflamatória de EPS extraídos de três dinoflagelados marinhos: Protoceratium reticulatum, Gymnodinium catenatum e Prorocentrum lima. A caracterização incluiu análise da composição química, identificação de grupos funcionais por espetroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e determinação estrutural por ressonância magnética nuclear de protão (1H RMN). As atividades biológicas foram avaliadas por ensaios antioxidantes (2,2-difenil-1-picril-hidrazilo (DPPH) (0–100 μg/mL), capacidade redutora férrica (FRAP) (100 μg/mL) e redução do anião superóxido (0–100 μg/mL), efeito neuroprotetor em células SH-SY5Y não diferenciadas e diferenciadas (3–300 μg/mL; 24 h) com ácido retinóico (10 μM) e forbol (TPA; 80 μM) expostas à neurotoxina 6-hidroxidopamina (6-OHDA; 100 μM), e atividade anti-inflamatória (1–100 μg/mL; 24 h) em células de microglia BV-2, com base na produção de óxido nítrico (NO). Os EPS apresentaram elevada pureza, evidenciada pela presença residual de compostos fenólicos, proteínas ou ácidos nucleicos, na sua composição. P. reticulatum exibiu o maior teor de sulfatos (106,10 ± 7,63 mg eq Na₂SO₄/g EPS). Embora não tenha sido possível determinar o conteúdo total de carboidratos, todas as espécies apresentaram bandas de absorção típicas de exopolissacarídeos (3500–3394 cm⁻¹; 1663–1619 cm⁻¹; 1442–1423 cm⁻¹; 1150–990 cm⁻¹; 873 cm⁻¹; 667–597 cm⁻¹) através dos dados obtidos pela técnica de FTIR. A análise de 1H RMN revelou desvios químicos característicos de estruturas polissacarídicas e a predominância de ligações β-glicosídicas (δ 4,74 ppm), além da deteção de grupos metilo (δ 1,25–1,16 ppm) e acetilo (δ 1,84 ppm). Relativamente à atividade antioxidante, os EPS não demonstraram qualquer efeito significativo. De igual modo, nos ensaios realizados com células SH-SY5Y expostas à 6-OHDA, não foi possível observar qualquer atividade neuroprotetora, tanto em células não diferenciadas como em células diferenciadas. Em microglia BV-2 não estimulada com lipopolissacarídeos (LPS), os EPS não alteraram significativamente os níveis de NO, indicando ausência de ativação microglial em condições fisiológicas. Contudo, em células BV-2 estimuladas com LPS, os EPS de P. reticulatum, G. catenatum e P. lima reduziram a produção de NO entre 20 e 30% Concluindo, embora os EPS não tenham apresentado atividade antioxidante ou neuroprotetora, a sua capacidade de reduzir a produção de NO em microglia ativada demonstra o seu potencial anti-inflamatório. Este estudo representa a primeira caracterização e avaliação biológica de EPS de P. reticulatum, G. catenatum e P. lima, fornecendo dados pioneiros que ampliam o conhecimento sobre EPS com origem em dinoflagelados e sustentam a continuação do seu estudo em futuras estratégias neuroprotetoras.
- Caracterização do potencial dermatológico de exopolissacarídeos extraídos de dinoflagelados marinhosPublication . Clérigo, Iolanda Sofia Cruz; Martins, Alice Isabel Mendes; Amorim, Ana Clara Azevedo de; Alves, Celso Miguel da MaiaA pele humana é reconhecida por desempenhar funções vitais de proteção e regulação do organismo. No entanto, atualmente, a pele é vista não apenas como uma barreira biológica, mas também como um reflexo de saúde, vitalidade e beleza, estando associada ao estatuto social em sociedades desenvolvidas, o que tem impulsionado o elevado crescimento da indústria cosmética. Os organismos marinhos destacam-se como fontes excecionais de novas moléculas bioativas, uma vez que se desenvolvem em habitats sujeitos a condições de stress variáveis, o que estimula a produção de metabolitos secundários com elevado potencial biológico. Assim, ingredientes de origem marinha têm ganho destaque pela diversidade de compostos com potencial para promover a regeneração celular, prevenir o envelhecimento e proteger a barreira cutânea, constituindo alternativas seguras e eficazes face a diversos ingredientes sintéticos. Deste modo, o objetivo da presente dissertação consistiu em avaliar o potencial dermatológico de exopolissacarídeos (EPS) extraídos de três dinoflagelados marinhos: Protoceratium reticulatum, Gymnodinium catenatum e Prorocentrum lima. As amostras de EPS foram obtidas através de sucessivas centrifugações do meio de crescimento dos dinoflagelados, seguidas da precipitação do sobrenadante com etanol absoluto, diálise do pellet resultante e posterior liofilização. A caracterização química incluiu a quantificação de constituintes frequentemente associados a potenciais interferências ou propriedades bioativas, nomeadamente polifenóis, proteínas, sulfatos e ácidos nucleicos. Esta caracterização foi complementada pela análise do perfil químico das amostras por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e por espectroscopia de ressonância magnética nuclear de protão (¹H RMN). Paralelamente, foram realizados diferentes ensaios in vitro com o objetivo de avaliar o potencial dermatológico dos EPS, nomeadamente: i) capacidade antioxidante [redução do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH), do radical superóxido (O₂•⁻) e do ião férrico (FRAP)]; ii) atividade anti-enzimática (colagenase, elastase, hialuronidase e tirosinase); iii) atividade antimicrobiana contra alguns microrganismos da microbiota da pele (Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus hominis e Cutibacterium acnes); iv) efeito fotoprotetor (produção de espécies reativas de oxigénio-ROS) e, v) atividade anti-inflamatória (níveis de óxido nítrico-NO). A análise por FTIR dos EPS obtidos evidenciou a presença de grupos funcionais caraterísticos de açúcares bem como a presença de grupos sulfato, enquanto a análise por ¹H RMN sugeriu a predominância de ligações β-glicosídicas entre os vários monómeros de açúcares, alguns possuindo grupos metilo. Quanto à presença de outros metabolitos, não foram detetados teores quantificáveis de proteínas e de polifenóis, sendo que, a quantificação de ácidos nucleicos revelou apenas níveis residuais. De um modo geral, os EPS não evidenciaram uma capacidade antioxidante relevante. Nos ensaios anti-enzimáticos, também não apresentaram atividade inibitória sobre as enzimas colagenase e hialuronidase, mas inibiram significativamente a atividade da elastase (P. reticulatum ≈ 15%) e da tirosinase (G. catenatum ≈ 18%). Quanto à atividade antimicrobiana, os EPS das espécies G. catenatum e P. lima reduziram o crescimento de S. aureus em cerca de 8%, sendo a espécie P. lima a que exibiu uma maior atividade antimicrobiana sobre a bactéria S. hominis, inibindo o seu crescimento em cerca de 12%. Relativamente ao potencial fotoprotetor em células HaCaT expostas a radiação UVA-B, nenhum EPS reduziu significativamente a produção de ROS nas concentrações sub-tóxicas testadas. Por sua vez, a análise do efeito anti-inflamatório em células RAW 264.7 mostrou reduções significativas na produção de NO quando induzida a inflamação através do tratamento com lipopolissacarídeos (LPS). Os EPS de P. reticulatum destacaram-se por reduzirem em cerca de 30% a produção de NO em todas as concentrações testadas (100, 300 e 1000 μg/mL), enquanto G. catenatum revelou efeito apenas a 100 μg/mL (25% de inibição). Destacaram-se os EPS de P. lima, que foram capazes de reduzir a produção de NO em mais de 40% a 300 μg/mL. Em síntese, os resultados indicam que os EPS dos dinoflagelados estudados apresentam propriedades seletivas com relevância para incorporação em formulações cosméticas, particularmente no controlo da degradação da elastina, regulação da síntese de melanina e modulação da resposta inflamatória.
- Comparative study of biological activities of macroalgae after decoction and infusionPublication . Caetano, Miguel Forte; Pinheiro, Maria Joaquina da Cunha; Ganhão, Rui Manuel ManetaNas últimas décadas, as macroalgas têm vindo a despertar o interesse na comunidade científica devido à sua riqueza em termos nutricionais bem como ao seu elevado teor em compostos bioativos com potencial de aplicação na área alimentar. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito do processo de infusão e decocção em duas espécies de macroalgas, verde e castanha, Ulva sp. e Fucus vesiculosus, respetivamente. Para tal, foram testadas duas proporções de macroalga e água (1:16 e 1:50 g/mL), e tempos de tratamento de 5 e 15 minutos no caso da infusão, e de 15 e 30 minutos na decocção. Posteriormente, atributos de qualidade como o teor de sólidos solúveis (TSS, % ºBrix), o pH e a cor (CIE L*a*b*), bem como o teor de fenólicos totais (TPC) e a capacidade antioxidante expressa por diferentes metodologias como captura do radical livre DPPH e capacidade de redução do Fe (III) foram avaliados nos extratos sem tratamento (CTR) e após infusão (INF) e decocção (DEC). A qualidade dos extratos das macroalgas verde e castanha manteve-se em termos maioritários de forma similar nos atributos avaliados. No entanto, a decocção aplicada na proporção de macroalga Fucus vesiculosus e água de 1:50 (g/mL) durante 30 minutos conduziu a alterações significativas de cor, nomeadamente no parâmetro de cor b*, que reflete a coloração amarela. De uma forma geral, também se verificou que a decocção conduziu a uma maior extração de compostos fenólicos, bem como ao aumento da capacidade antioxidante, quando comparado com os resultados obtidos nas respetivas amostras controlo. Neste sentido, conclui-se que processos como a infusão e a decocção permitem a extração de compostos de interesse presentes nas macroalgas estudadas e, em particular, na Fucus vesiculosus. Este fato, combinado com a composição nutricional das macroalgas, potenciam a sua inclusão quer na sua forma natural quer como ingrediente natural a ser adicionado a formulações de alimentos da Dieta Mediterrânea.
- Cultivo e Caraterização Bioquímica de Chondracanthus acicularis: Adaptação a Parâmetros Ambientais em Condições de LaboratórioPublication . Sousa, Andreia Vitorino Soares de; Mouga, Teresa Margarida Lopes da Silva; Afonso, Clélia Paulete Correia NevesA macroalga vermelha Chondracanthus acicularis destaca-se pela sua relevância ecológica e biotecnológica, sendo uma fonte de compostos bioativos com aplicações na indústria farmacêutica, cosmética e alimentar. Estudos sobre o seu cultivo, porém, são muito escassos. Este estudo teve, assim, como objetivo investigar o cultivo laboratorial desta espécie, analisando o impacto de diferentes condições de cultivo sobre o crescimento, produtividade e composição bioquímica da biomassa. Ensaios de 14 dias foram realizados utilizando três meios de cultura [Von Stosch Enrichment (VSE), Provasoli Enriched Seawater (PES) e Nutribloom Plus (NB)] e três fontes de luz (branca, LED vermelha e LED azul), sob um fotoperíodo de 12h:12h (luz:escuro). Os resultados indicaram que o meio PES, quando combinado com luz LED vermelha, proporcionou as melhores condições de cultivo, com uma taxa média de crescimento relativo (TCR) de 1,0 % dia-1. Por outro lado, o meio NB e a luz LED azul resultaram em TCR negativa, revelando condições inadequadas para o desenvolvimento da alga. A biomassa cultivada em PES e luz branca também apresentou valores mais elevados de produtividade (39,9 g PS m-3 dia-1), reforçando a eficiência destas condições. As análises bioquímicas mostraram concentrações superiores de ficoeritrina (55,26 μg mL-1) e ficocianina (8,50 μg mL-1) nas condições de luz branca e azul, respetivamente, destacando a influência da luz na síntese de pigmentos. A biomassa cultivada apresentou um teor de matéria orgânica superior (72,94 % PS) em comparação com a biomassa selvagem (69,20 % PS), confirmando a viabilidade do cultivo controlado para maximizar a produção de compostos de interesse biotecnológico. Conclui-se que o cultivo laboratorial de C. acicularis é uma alternativa sustentável à colheita selvagem, promovendo a exploração racional dos recursos naturais marinhos. Este estudo reforça a importância de parâmetros como o meio de cultura e o tipo de luz no desenvolvimento de estratégias de cultivo mais eficientes, contribuindo para o avanço das aplicações biotecnológicas desta espécie.
- Estudo comparativo do perfil químico e das bioatividades de três macroalgas marinhas em diferentes contextos ecológicosPublication . Matias, Margarida Henriques; Mouga, Teresa Margarida Lopes da Silva; Afonso, Clélia Paulete Correia NevesEsta dissertação teve como principal objetivo comparar três espécies de macroalgas – Gracilaria gracilis, Sargassum muticum e Ulva sp. – colhidas em épocas distintas do ano e em locais distintos da costa portuguesa, através da caraterização do perfil bioquímico e das bioatividades (antimicrobianas, antioxidantes e bioestimulantes). A caraterização ecológica dos locais demonstrou condições ambientais contrastantes: a Figueira da Foz apresenta forte influência marítima e alguma fluvial, com águas relativamente frias; a Lagoa de Óbidos é marcada por águas calmas e elevada variabilidade físico-química; e Peniche carateriza-se pelas praias rochosas, sujeitas a forte agitação marítima. Estas diferenças refletem-se sobretudo na salinidade e no oxigénio dissolvido, condicionando a fisiologia e a composição bioquímica das algas. Em diferentes análises observaram-se diferenças significativas entre espécies e também entre locais, enquanto a sazonalidade mostrou menor impacto nos resultados. Os resultados mostraram que o teor de humidade é superior nas amostras colhidas em setembro/novembro, indicando um efeito sazonal. No teor de cinzas, G. gracilis possui os teores mais baixos, sem diferenças significativas entre épocas e locais. Quanto ao conteúdo mineral, destaca-se o cálcio, variando entre 1,91 e 17,91 mg/g, enquanto o arsénio excede os limites regulamentados, em todas as amostras. Além disso, a G. gracilis apresentou o maior teor de hidratos de carbono, enquanto o teor proteico variou entre espécies, com a Ulva sp. de Buarcos de março (UBM) a obter o valor máximo (4,78%). Relativamente à matéria gorda total, a Ulva sp., registou o valor mais baixo (0,52%), enquanto o S. muticum apresentou o valor máximo (3,23%), exibindo predominantemente ácido palmítico (C16:0) e ácido oleico (C18:1 n9 cis). O rácio ómega-6/ómega-3, por sua vez, é superior a 1 nas amostras de S. muticum (entre 1,9 e 2,73) e maioritariamente inferior a 1 na Ulva sp., exceto na UBM. Na análise dos pigmentos fotossintéticos, a clorofila a é o pigmento mais abundante, atingindo 8,45 mg/g em S. muticum. Adicionalmente, a fucoxantina variou entre 0,77 e 1,87 mg/g em S. muticum e a ficoeritrina-R oscilou entre 0,047 e 0,549 mg/g em G. gracilis. Também se verificou que a abundância de pigmentos é fortemente influenciada pelo local de recolha. Os extratos hidroetanólicos não exibiram atividade antimicrobiana relevante, mas demonstraram forte atividade antioxidante, destacando-se a UBM (93,85% de inibição no DPPH e 564,16 μmol Fe/g no FRAP). No QTP, por sua vez, destacou-se o S. muticum de Óbidos em março, com uma concentração de 38,42 mg GAE/g. As frações residuais dos extratos revelaram um elevado potencial bioestimulante nas sementes de alface e tomate, sendo que, relativamente ao crescimento, destaca-se a Ulva sp.. Estas descobertas evidenciam que a composição bioquímica e as bioatividades das espécies em estudo são influenciadas pela espécie, pelo local e pela sazonalidade, realçando o seu potencial como recursos de valor acrescentado na área nutricional, agronómico e biotecnológico.
- Evaluation of anti-aging cosmetic properties in marine sponge extractsPublication . Alves, Luan Lucena; Afonso , Clélia Paulete Correia Neves; Mandalakis , ManolisMarine resources have various biological activities and, despite the rich biodiversity of invertebrates in the Mediterranean Sea, these organisms remain underexplored. In this study, the cosmetic-related properties of 13 species of marine sponges were investigated. The main objective was to identify sponge extracts with inhibitory effects on enzymes associated with skin aging, as well as to assess their antioxidant potential, for possible use as ingredients in cosmeceutical formulations. Sequential solvent fractionation was performed to obtain five fractions of increasing polarity from each sponge species. The solvents applied for fractionation included hexane (Hex), dichloromethane (DCM), ethyl acetate (EtAc), methanol (MeOH), and water (H2O). The fractions were evaporated to dryness, and the residues were resuspended in solvents of corresponding polarity to prepare working solutions of defined concentration. These solutions were subsequently evaluated for anti-collagenase, anti-elastase, anti-tyrosinase, and antioxidant activities using colorimetric assays. Among the samples tested, Ircinia oros extracts showed the strongest inhibitory effects against collagenase enzyme, with an IC50 of 28.6 ± 2.1 µg/mL [95% CI: 9.4 – 47.8 µg/mL] determined in the EtAc fraction. Sarcotragus foetidus demonstrated potent anti-elastase activity, achieving IC50 values of 2.4 ± 0.8 µg/mL [95% CI: 0.14 – 4.5 µg/mL] and 3.8 ± 2.7 µg/mL [95% CI: -2.9 – 10.5 µg/mL] in the EtAc and DCM fractions, respectively. Moreover, moderate anti-tyrosinase effects were observed by the EtAc fraction of Agelas oroides, with an IC50 of 67.23 ± 8.1 µg/mL [95% CI: 46.9 – 87.5 µg/mL], Axinella damicornis, with an IC50 of 80.59 ± 22.0 µg/mL [95% CI: 25.7 – 135.4 µg/mL], and Axinella verrucosa, with an IC50 of 64.03 ± 11.6 µg/mL [95% CI: 34.9 – 93.0 µg/mL]. The antioxidant capacity of the samples was also evaluated using the DPPH radical scavenging assay. The aqueous fraction of Ircinia oros was found to exert the strongest antioxidant effect, achieving 68% inhibition of DPPH radicals at 500 µg/mL, followed by the Hex fraction of Sarcotragus foetidus (66% inhibition). Notably, the EtAc fraction exhibited the most significant responses, suggesting that it may be effective for extracting metabolites of relevant biological interest. This study represents one of the most comprehensive investigations of its kind, as it assessed the antioxidant capacity and the inhibitory activities against three skin-aging enzymes across a wide range of sponge species and multiple solvent fractions, highlighting the species with the greatest biotechnological potential of bioactive compounds for cosmetic applications.
- Evaluation of phytotoxicity of seaweed extracts from the Portuguese coast on tomato plantsPublication . Durán Clerque, Roberto Fernando; Lemos, Marco Filipe Loureiro; Félix, Carina Rafaela Faria da Costa; Alves, Celso Miguel da MaiaPrevê-se que a população mundial mantenha um crescimento constante nos próximos anos, pelo que a gestão correcta da agricultura é imperativa para responder adequadamente à crescente procura de alimentos. Esta procura elevada levou à intensificação das actividades agrícolas, incluindo a implementação de produtos fitofarmacêuticos destinados a proteger os cultivos de organismos nocivos, pragas e doenças. Mas a utilização destas estratégias químicas apresenta efeitos nocivos para o ambiente e para a saúde humana. Neste contexto, o ambiente marinho representa uma fonte ampla e valiosa de novos compostos interessantes para substituir os atualmente utilizados. Embora os compostos de origem natural sejam considerados seguros para o consumo humano, o estudo do impacto real da sua aplicação continua a ser indispensável. Assim, o objetivo desta dissertação foi avaliar o potencial antioxidante de vinte e quatro extractos diferentes produzidos a partir das algas marinhas Asparagopsis armata, Codium sp., Fucus vesiculosus e Sargassum muticum, bem como a fitotoxicidade dos extractos aquoso e hidroetanólico. A preparação dos extractos foi realizada através de uma extração sólido-líquido com água, etanol e água (75:25), apenas etanol, acetato de etilo e n-hexano como solventes. No que diz respeito às actividades biológicas, a atividade antioxidante dos compostos foi avaliada através dos métodos 2,2-difenil-1-picrilhidrazil (DPPH), capacidade de absorção do radical oxigénio (ORAC) e poder antioxidante redutor férrico (FRAP), bem como o conteúdo fenólico total (TPC). O efeito fitotóxico foi avaliado, em primeiro lugar, por um ensaio in vitro de punção das folhas, no qual folhas destacadas de tomateiro (Solanum lycopersicum; Solanaceae) foram aplicadas extractos previamente preparados em três concentrações diferentes (0,1; 0,5; e 1,0 mg/mL). Posteriormente, uma segunda abordagem foi avaliada em um ensaio in vivo em estufa, onde extratos aquosos liofilizados e hidroetanólicos foram aplicados em plantas de tomate por pulverização, semanalmente, durante 42 dias. A análise dos extractos revelou valores baixos de conteúdo fenólico total. Os extractos hidroetanólico e etanólico de F. vesiculosus apresentaram os valores mais 2 elevados. No contexto da atividade de redução do radical DPPH, F. vesiculosus (hidroetanólico, etanólico e acetato de etilo), A. armata (acetato de etilo) e S. muticum (etanólico) apresentaram os resultados mais promissores, reduzindo mais de 50% do radical DPPH. Relativamente ao método FRAP, os resultados foram significativamente inferiores aos do BHT. Por outro lado, o resultado obtido no método ORAC foi significativamente superior ao do BHT, mas ainda muito baixo em comparação com outros compostos antioxidantes, como o ácido ascórbico. Em relação ao ensaio de punção foliar, os extractos não apresentaram diferenças significativas quando comparados com os controlos avaliados. Por outro lado, as plantas em estudo in vivo após 42 dias de tratamento não mostraram nem fitotoxicidade nem efeito bioestimulante. Em conclusão, foram obtidos diferentes extractos de quatro algas marinhas diferentes e, globalmente, mostraram uma fraca capacidade antioxidante. Não se verificou qualquer efeito de fitotoxicidade nas plantas, no entanto, a temperatura elevada durante o período experimental na estufa foi um fator que afectou negativamente o crescimento das plantas de tomate. Embora nas condições apresentadas não tenha havido efeito positivo nas plantas, o facto de não ter apresentado efeito negativo e fitotoxicidade é favorável ao desenvolvimento de produtos com outras acções, como os biopesticidas.
- Evaluation of the biotechnological potential of algae extracts against anthracnose in olivesPublication . Silva, Afonso Henriques da; Félix, Carina Rafaela Faria da Costa; Lemos, Marco Filipe Loureiro; Esteves, , Ana Cristina de FragaThe olive tree (Olea europaea) is one of the most important crops in the Mediterranean region, with a significant economic, social and cultural impact, being the olive oil production a strategic sector in Portugal. However, the crop faces phytosanitary challenges, namely anthracnose, caused by species of the fungal genus Colletotrichum, which causes significant losses in fruit quality and production. Extracts from marine organisms have emerged as promising alternatives in view of the growing demand for sustainable and environmentally safe solutions. In this context, the aim of this study was to evaluate the antifungal potential of marine algae extracts against Colletotrichum sp. Extracts from five species of algae were obtained from the macroalgae Asparagopsis armata, Fucus vesiculosus and Sargassum muticum, as well as the dinoflagellate microalgae Amphidinium carterae and Coolia monotis. The initial phase included in vitro tests to assess the ability of these extracts to inhibit mycelial growth and spore germination of Colletotrichum sp. Subsequently, the most promising extracts were tested on olives, simulating the infection under close-to-real conditions. At the same time, toxicity of the extracts was evaluated to ensure their safety for the plants and fruits. The results showed that Fucus vesiculosus extracts had the highest antifungal efficacy, with 27.3% inhibition of mycelial growth in vitro and a 36.4% reduction in infection in olives. No toxicity was observed in olive leaves or fruit, further reinforcing the potential of this species. This study demonstrates the potential of seaweed extracts as biocontrol agents against fungi of the genus Colletotrichum in olive groves, contributing to the development of innovative and environmentally safe alternatives within the scope of more sustainable agriculture.
- Evaluation of the impact of abiotic factors on the production of phycobiliproteins and exopolysaccharides in a microalga from the phylum RhodophytaPublication . Correia, Carlos Eduardo Santos; Carneiro, Mariana; Afonso, Clélia Paulete Correia NevesNuma era em que a sustentabilidade e a inovação biotecnológica têm grande importância, as microalgas emergem como um ponto central de investigação e desenvolvimento. Estes organismos microscópicos oferecem uma riqueza de promessas em diversos setores, incluindo na alimentação humana e rações, cosmética, farmacêutica e outras aplicações biotecnológicas, devido à sua capacidade de produzir metabólitos de elevado valor. Para atender à procura global por compostos metabolizados por microalgas e garantir a sua produção sustentável, é necessário alcançar uma produção competitiva em termos de preço/qualidade dos produtos obtidos. Neste estágio de mestrado, a atenção centrou-se numa Rhodophyta, designada RHM, amplamente conhecida pelo seu potencial comercial e biotecnológico. Através de diversas experiências em escala laboratorial, procurou-se não apenas maximizar a produção de biomassa, mas também compreender melhor os mecanismos regulatórios que governam a síntese de ficobiliproteínas e polissacarídeos extracelulares. Os resultados para as condições ideais para o cultivo de Rhodophyta envolveram uma irradiância de 320 μmol fotões/m²/s, temperaturas de primavera (12.1–20.2°C) de Olhão, pH 8 e uma relação N:P de 20, alinhando-se com as preferências da espécie. Medidas de proteção são essenciais contra a irradiância excessiva, visto que as baixas temperaturas e os baixos níveis de pH surgem como limitações severas ao crescimento, indicadas por valores baixos de FV/FM associados ao stress nas culturas. Precisamente as condições que levaram a valores baixos de FV/FM mostraram-se benéficas para a produção de polissacarídeos extracelulares. Quanto à produção de ficobiliproteínas, verificou-se que temperaturas mais elevadas aumentam o rendimento, conforme demonstrado nas condições de verão do experimento de temperatura e de irradiação. Para otimizar a extração e quantificação de ficobiliproteínas em diversas condições, um período de congelamento de 24 horas em conjunto com água destilada como solvente mostrou a maior eficiência de extração.