Physiological performance by growth rate, pigment and protein content of the brown seaweed Sargassum filipendula (Ochrophyta: Fucales) induced by moderate UV radiation exposure in the laboratory

• Published in: Scientia Marina
• Main Authors: Polo, Luz K., Chow, Fungyi
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Consejo Superior de Investigaciones Científicas 2020
• Subjects: algae; growth rate; photosynthetic pigments; proteins; ultraviolet radiation; UV-absorbing compounds; algas; tasa de crecimiento; pigmentos fotosintéticos; proteínas; radiación ultravioleta; compuestos absorbentes de rayos UV; Expuesta; Tuvo; Arctic
• Online Access: https://scientiamarina.revistas.csic.es/index.php/scientiamarina/article/view/1844; https://doi.org/10.3989/scimar.04982.22A

UV radiation is a factor affecting the distribution and physiology of photosynthetic organisms in an aquatic ecosystem. Studies with macroalgae indicate diverse biological disturbances in response to UV radiation. This work aimed to study sensitivity of the brown macroalga Sargassum filipendula exposed to UV radiation: PAR (control), PAR+UVA+UVB(++) and PAR+UVA(++)+UVB. Changes in the physiological parameters growth rate, total soluble proteins, photosynthetic pigments and the UV-vis absorbing compounds were analysed after T0, T4, T7 and T10 (days) of UV exposure. Physiological parameters showed little variation between treatments and over time, suggesting that moderate UV radiation doses could regulate resistance responses to re-establish the cellular homoeostasis condition through activation of an antioxidant defence system, such as an overproduction of phenolic compounds. Responses recorded in S. filipendula would be related to acclimation mechanisms against acute UV radiation stress, triggering resistance responses to avoid serious damage to the metabolic machinery, activating control systems to maintain hormesis, and homoeostasis of deleterious actions of reactive species, similar to the phenomenon known as preparation for oxidative stress. Finally, UV-visible absorption spectra showed absorption bands evidencing the presence of mainly UV-absorbing compounds with photoprotective function, such as phlorotannins, flavonoids and carotenoids, which could provide adaptive advantages for organisms exposed to UV radiation. La radiación UV es un factor que afecta la distribución y la fisiología de los organismos fotosintéticos en el ecosistema acuático. Los estudios con macroalgas indican diversas alteraciones biológicas en respuesta a la radiación UV. Este trabajo tuvo como objetivo estudiar la sensibilidad de la macroalga parda Sargassum filipendula expuesta a radiación UV: PAR (control), PAR + UVA + UVB (++) y PAR + UVA (++) + UVB. Los cambios en la tasa de crecimiento, proteínas solubles totales, pigmentos fotosintéticos y compuestos absorbentes de UV-vis se analizaron después de T0, T4, T7 y T10 (días) de exposición a UV. Los parámetros fisiológicos mostraron poca variación entre los tratamientos y con el tiempo, lo que sugiere que dosis moderadas de radiación UV podrían regular las respuestas de resistencia para restablecer la condición de homeostasis celular a través de la activación del sistema de defensa antioxidante, como la sobreproducción de compuestos fenólicos. Las respuestas registradas en S. filipendula estarían relacionadas con mecanismos de aclimatación contra el estrés agudo por radiación UV, desencadenando respuestas de resistencia para evitar daños severos en la maquinaria metabólica, activando sistemas de control para mantener la hormesis y homeostasis de acciones deletéreas de especies reactivas, similar al fenómeno llamado preparación para el estrés oxidativo (POS). Finalmente, los espectros de absorción UV-visible mostraron bandas de absorción que evidencian la presencia de compuestos absorbentes de UV principalmente con función fotoprotectora, como los florotaninos, flavonoides y carotenoides que podrían proporcionar ventajas adaptativas para los organismos expuestos a la radiación UV.