Cianobactérias e Cianotoxinas em uma floração no reservatório Joanes I

Abstract

As cianobactérias podem produzir metabólitos secundários com propriedades altamente tóxicas, que são conhecidas como cianotoxinas. Váriosepisódios de intoxicação em humanos e animais têm sido relatados nos mais diversos países. Algumas espécies de cianobactérias tóxicas desenvolvem-se em ambientes de água doce, principalmente em reservatórios, formando florações intensas sobcondições favoráveis. Florações de cianobactérias têm sido observadas frequentemente no reservatório Joanes I (Região Metropolitana de Salvador-RMS, Bahia) que é responsável pelo abastecimento da cidade de Salvador e RMS, além de possuir intenso uso recreativo, aquicultura, navegação, pesca e irrigação. Deste modo, avaliar a comunidade de cianobactérias e identificar a presença de genes de cianotoxinas, bem como detectar a produção de toxinas em florações do reservatório Joanes I é de fundamental importância para os órgãos de gestão das águas e saúde pública de modo a permitir a utilização segura desse recurso hídrico. Neste trabalho, as amostras de água de quatro pontos distintos no reservatório Joanes I foram analisadas, em uma campanha, no período úmido. As análises físico-químicas e biológicas da água seguiram a metodologia do Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Observou-se que os parâmetros oxigênio dissolvido, fósforo total, cor verdadeira, demanda bioquímica de oxigênio e coliformes termotolerantes apresentaram-se fora dos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 357/05 para águas classe 2. O cálculo do índice de estado trófico da água dos pontos amostrais indicaramcondições eutróficas. As investigações microscópicas das amostras preservadas com lugol,identificaram dez gêneros cianobacterianos, sendo cinco deles conhecidos como potencialmente produtores de toxinas. As contagens de células pelo método de Utermöl nas quatro amostras, mostraram que nos pontos P3 e P4 os valores excederam os recomendados pela Resolução CONAMA 357/05 para águas classe 2 (<50.000 células mL-1), e três pontos amostrais (P1, P3 e P4) excederam valores indicados pela Portaria Nº 2914/2011 do Ministério da Saúde, a qual estabelece análises e coletas semanais da água acima de 20.000 células mL-1. O potencial genético para produção das toxinas cilindrospermopsina, microcistina e saxitoxinas foi avaliado a partir da extração do DNA genômico total das amostras e observou-se amplificações por PCR dos genes PS e mcyE. Os produtos da PCR foram sequenciados e comparados com banco de dados utilizando a ferramenta BLASTe mostraram que elas se agruparam com sequências homólogas de cianobactérias conhecidas como produtoras das respectivas toxinas. As análises químicas por LC-MS/MS das amostras ambientais buscando a cilindrospermopsina, anatoxina-a e homoanatoxina-a detectaram a presença somente da cilindrospermopsina nos pontos P1 e P2. Os resultados deste estudo contribuem para o aumento de informações sobre o reservatório Joanes I, a importância da utilização conjunta de diferentes métodos para análises das cianobactérias e suas toxinas, e alertam para preocupante situação deste reservatório em relação à saúde pública.

Cyanobacteria produce secondary metabolites with highly toxic properties, which are known as cyanotoxins. Numerous cases of intoxication in humans and animals have been reported in several countries. Some species of toxic cyanobacteria develop in freshwater environments, mainly in reservoirs, forming intense blooms under favorable conditions. Cyanobacterial flora have frequently been observed in the Joanes I reservoir (Metropolitan Region of Salvador-RMS, Bahia), which is responsible for supplying the city of Salvador and RMS, besides having intense recreational use, fishing and irrigation. Thus, evaluating the cyanobacteria community and identifying the presence of cyanotoxin genes, as well as detecting toxin production in the Joanes I reservoir blooms is of fundamental importance to water management and public health bodies in order to allow the use water resource. In this work, water samples from four distinct points in the Joanes I reservoir were analyzed in a wet season. The physical-chemical and biological analyzes of water followed the methodology of the Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. It was observed that dissolved oxygen, total phosphorus, true color, biochemical oxygen demand and thermotolerant coliforms were outside the limits established by CONAMA Resolution 357/05 for class 2 waters. The calculation of the trophic status index of the water sample points indicated eutrophic conditions. Microscopic investigations of the samples preserved with lugol identified ten cyanobacterial genera, five of them being known as potential toxin producers. Cell counts by the Utermöl method in the four samples showed that at points P3 and P4 the values exceed those recommended by CONAMA Resolution 357/05 for class 2 waters (<50,000 cells mL-1), and all sampling points exceeded values recommended by Ordinance No. 2914/2011 of the MS, which establishes weekly analyzes and collections of water above 20,000 mL-1 cells. The genetic potential for the production of the toxins, cylinderspermopsin, microcystin and saxitoxins was evaluated by extracting the total genomic DNA from the samples and PCR amplifications of the PS and mcyE genes were observed. PCR products were sequenced and phylogenetic analyzes of the amino acid sequences showed that they were clustered with homologous sequences of cyanobacteria known to produce the respective toxins. The chemical analyzes by LC-MS / MS of the environmental samples searching for the cylindrospermopsina, anatoxin-a and homoanatoxin-a detected the presence of only cylindrospermopsina at points P1 and P2. The results of this study contribute to the increase of information on the Joanes I reservoir, the importance of the joint use of different methods to analyze the cyanobacteria and their toxins, and alert to the worrying situation of this reservoir in relation to public health.