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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1518| Photoprotective mechanisms in red algae Mecanismos de fotoprotección en algas rojas | |
| NADINE SCHUBERT | |
| Ernesto García Mendoza | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Algas rojas,Carotenoides,Fotoprotección,Ciencias del mar | |
| Las algas proliferan en aguas someras o en la zona intermareal donde la irradiancia es variable. Por lo tanto, estos organismos presentan mecanismos de fotoprotección para evitar daños por el exceso de luz. Las rodófitas es uno de los grupos de organismos fototróficos más importantes que habita la zona intermareal. Sin embargo, se conoce poco sobre los mecanismos de fotoprotección y sobre la importancia de los pigmentos carotenoides en la la regulación de la actividad fotosintética en este grupo. Por lo tanto, primeramente se caracterizó el contenido de carotenoides en diferentes especies de algas rojas. Se encontró que existen diferentes perfiles de carotenoides y que el contenido de carotenoides tiene una relacion con el nivel taxonómico de las especies (un mismo perfil a nivel de orden). El perfil pigmentario estuvo relacionado principalmente con el contenido de luteína, zeaxantina y anteraxantina. Estos carotenoides, tienen una función fotoprotectora en plantas superiores y en varias divisiones algales. Específicamente, la zeaxantina es fundamental en el proceso de la disipación térmica del exceso de energía, por lo que se esperaban diferencias en la sensibilidad a alta luz entre especies con zeaxantina en comparación con especies con otros perfiles de carotenoides. Sin embargo, no se encontraron diferencias entre especies pero si se observó una diferencia entre la cinética de la disminución y recuperación de la eficiencia fotosintética. Esto sugiere la expresión de diferentes mecanismos fotoprotectores relacionados con el contenido de carotenoides. La importancia de los carotenoides en la fotoprotección en algas rojas se observó al analizar la regulación de la actividad del PSII entre especies con luteína o zeaxantina como carotenoide principal y entre tejidos fotosintéticos con diferentes aclimataciones. La conclusión principal del presente trabajo es que las algas rojas presentan diferentes estrategias para responder a cambios en la irradiancia. Hay mecanismos fotoprotectores en los cuales los carotenoides son fundamentales, como en las especies que presentan zeaxantina como carotenoide principal. La fotoprotección en estas especies parece estar relacionada con la disipación de energía en exceso y una regulación del recambio de la proteína D1 del PSII. En el caso de las especies con luteína como carotenoide principal, la regulación del recambio de D1 y probablemente la disipación de energía por centros de reacción inactivos y/o dañados, parecen ser más importantes. Estas diferencias en las estrategías fotoprotectoras representan ciertas ventajas ecológicas para las especies. Entre otros factores, el perfil pigmentario y las respuestas que regulan la eficiencia fotosintética podrían ser determinantes para la distribución de las diferentes especies con la profundidad. Asimismo, la composición de carotenoides en algas rojas indica la aparición o supresión de la síntesis de ciertos carotenoides y vías completas de síntesis en los diferentes grupos algales. Algae inhabit shallow waters or the intertidal zone where light is highly variable. Hence, they have evolved multiple photoprotective mechanisms to cope with the potentially damaging effects of light. The rhodophytes are one of the most important photosynthetic organisms that inhabit the intertidal zone. However, how does red algae get protection against high light conditions is still an open question. Specifically, the role of carotenoids in the photosynthetic regulation in rhodophytes is not known. Firstly, the carotenoid content of different red algal species was characterized and different carotenoid profiles were found. The taxonomic related differences (same profile at the order level) base principally in the content of certain carotenoids, such as lutein, zeaxanthin, and antheraxanthin that have a photoprotective function in higher plants and several algal divisions. Specifically, zeaxanthin has been reported to have a key function in the thermal dissipation of excess energy. Hence, differences in sensitivity to high light stress between species presenting zeaxanthin as the main carotenoid and species of the other two carotenoid profile groups were expected. However, any differences in susceptibility to high light exposure have been found. Instead, the carotenoid profile of the species showed a relationship with the kinetics of decrease and recovery of the photosynthetic efficiency. This suggests the expression of different mechanisms involved in the down-regulation of photosynthesis related to the carotenoid content. The differences in PSII regulation during light exposure among species with lutein or zeaxanthin as the main carotenoids and between photosynthetic tissues that showed different acclimation characteristics confirmed that carotenoids play an important role in photoprotection in red algae. In conclusion, different strategies to respond to irradiance changes are present in red algae. There are photoprotective mechanisms, in which carotenoids are involved as seen in species with zeaxanthin as the principal carotenoid. Photoprotection in these species seems to be related to excess energy dissipation and a regulation of D1 turnover depending on light exposure. In the case of species with lutein as the main carotenoid, regulation of D1 turnover and probably the involvement of inactivated and/or damages reaction centers in energy dissipation seem to be more important. Ecologically, these differences in photoprotective strategies imply certain advantages for the species. Besides other factors, the carotenoid profile and associated responses that regulate photosynthetic efficiency could be a determining aspect for the presence of different species in certain light environment. Moreover, the carotenoid composition of red algae has evolutionary implications suggesting the appearance or suppression of the synthesis of certain carotenoids and carotenoid biosynthesis pathways in the different algal groups. | |
| CICESE | |
| 2008 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Schubert,N.2008.Photoprotective mechanisms in red algae.Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.160 pp. | |
| PECES Y FAUNA SILVESTRE | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ecología Marina |
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