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Identification and characterization of potentially harmful dinoflagellates in Todos Santos Bay
Identificación y caracterización de dinoflagelados potencialmente tóxicos en la Bahía de Todos Santos
Patricia Esthefanía Paredes Banda
ERNESTO GARCIA MENDOZA
ELIZABETH PONCE RIVAS
Acceso Abierto
Atribución
HABs, emerging toxins, environmental variables, dinoflagellates, molecular markers
FANs, toxinas emergentes, variables ambientales, dinoflagelados, marcadores moleculares
Todos Santos Bay (TSB) on the northwest coast of the Baja California Peninsula is located in a seasonal upwelling region yielding high primary productivity that promotes the development of mariculture activities like bivalve mollusk culture. Phytoplankton is the main food source for the bivalves. Dinoflagellates are an important group of the phytoplankton community and include toxic species, which can cause harmful algal blooms (HABs). In TSB, HABs events have been associated with sanitary closures. Azaspiracids (AZA) and spirolides (SPX) have been detected in cultured bivalves. However, the producer species of these toxins have not been identified. Hence, the present study aimed to identify the potentially toxic species in TSB through molecular and microscopy techniques, and to relate the environmental variables that favored their presence. With specific molecular markers, the dinoflagellates Alexandrium ostenfeldii and Azadinium spinosum were identified for the first time in the northwest Pacific as the main and perhaps exclusive producer species of SPX and AZA, respectively. A. ostenfeldii had no seasonality of appearance, and a single SPX analog, 13 desm-SPXC was detected in low concentrations. The highest cellular abundance was 3.62 x 103 cells L-1 in October 2013. The temperature range that favored the presence of the species was 17 to 20 °C. In the case of Az. spinosum, a clear seasonality of co-occurrence of the species and the toxin was observed during winter months. The highest concentration (24 μg Aza kg-1) of AZA-1 and cellular abundance (7.2 x 102 cells L-1) was registered in November 2016. Homogeneity of the water column and low concentrations of inorganic nitrogen (3.60–4 μM) were associated with the presence of the species. Additionally, a new small thecate dinoflagellate species, Heterocapsa calafianiensis was isolated and characterized from TSB. Phylogenetic analysis with the ITS and LSU sequences cluster H. calafianiensis within a clade separated from the other species reported for this genus. The new dinoflagellate exhibits a classic Type-1 pigment profile (Chl c2, peridinin and dinoxanthin) and a high growth rate in culture (μmax= 0.63 d-1) compared with other dinoflagellates. This suggests a high potential for the formation of high biomass blooms in the region. Finally, it may be concluded that A. ostenfeldii has a wide distribution in the TSB, is a common component of the phytoplankton, and it was presented in different ...
La Bahía de Todos Santos (BTS) se localiza en la costa noroeste de la península de Baja California donde existen fenómenos de surgencia estacional, que producen una alta productividad primaria que sustenta el desarrollo de actividades de maricultura como el cultivo de moluscos bivalvos. El fitoplancton es el alimento principal de los bivalvos. Los dinoflagelados, son un grupo importante del fitoplancton que incluye algunas especies tóxicas que pueden causar florecimientos algales nocivos (FAN). En BTS, los FAN han causado la implementación de vedas sanitarias. Se detectaron espirólidos (SPX) y azaspirácidos (AZA) por LC-MS/MS en bivalvos cultivados en la región, pero las especies productoras de estas toxinas no han sido identificadas. Por lo tanto, el objetivo de este estudio es identificar las especies potencialmente tóxicas en la BTS a través de técnicas moleculares y de microscopía, y relacionar las variables ambientales que favorecen su presencia en la región . Con marcadores moleculares específicos, se identificó por primera vez en el Pacífico noroeste a Alexandrium ostenfeldii y Azadinium spinosum como las especies productoras principales y probablemente únicas de SPX y AZA, respectivamente. Se detectó un solo análogo de SPX en bajas concentraciones, el 13 desm-SPXC asociado a la presencia de A. ostenfeldii que no presentó una estacionalidad clara de aparición. La mayor abundancia celular se registró en octubre del 2013 con 3.62 x 103 células L-1. El intervalo de temperatura que favoreció su presencia fue de 17 a 20 °C. En el caso de Az. spinosum, se observó una clara estacionalidad de co-ocurrencia de la especie y la toxina, principalmente se presentaron en los meses de invierno. La concentración de AZA-1 (24 μg de Aza kg-1) y abundancia celular de Azadium sp. (7.2 x 102 células L-1 ) más altas se registraron en noviembre del 2016. La homogeneidad de la columna de agua y bajas concentraciones de nitrógeno inorgánico (3.60-4 μM) se asociaron con la presencia de esta especie. Además, se aisló y caracterizó una nueva especie de dinoflagelado tecado pequeño, Heterocapsa calafianiensis. El análisis filogenético con las secuencias ITS y LSU agrupó a H. calafianiensis dentro de un clado separado de las otras especies reportadas para este género. Esta nueva especie presentó un perfil pigmentario Tipo-1 (Chl c2, peridinina y dinoxantina) y una tasa de crecimiento alta en condiciones de cultivo (μmax = 0.63 d-1) en comparación con otros dinoflagelados...
CICESE
2020
Tesis de doctorado
Inglés
Paredes Banda, P.E. 2020. Identification and characterization of potentially harmful dinoflagellates in Todos Santos Bay. Ph.D. Thesis. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 120 pp.
BIOLOGÍA MOLECULAR DE MICROORGANISMOS
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