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    Cyanobacteria growth

    Ricardo M. Borges, Gabriela de Assis Ferreira, Paulo Iiboshi Hargreaves, Fernanda Chagas, Fernanda FOC Chagas

    Published: 2023-09-19 DOI: 10.17504/protocols.io.4r3l22o8xl1y/v2
    AI 解读
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    Abstract

    Este documento tem como objetivo apresentar um protocolo abrangente para o cultivo de cianobactérias em meio aquático salino. O protocolo incorpora informações detalhadas sobre a composição das soluções, cálculos fundamentais e volumes requeridos para a execução bem-sucedida de todo o procedimento. É pertinente ressaltar que as taxas de crescimento podem manifestar consideráveis variações interspecíficas entre as diferentes estirpes de cianobactérias.

    Steps

    Preparo Anterior ao Cultivo

    1.

    A quantidade de frascos Erlenmeyer de 500 mL necessária variará conforme o número de amostras a serem produzidas. Siga o seguinte esquema:

    • X amostras em quintuplicatas (x5)
    • Cepa Controle de Qualidade Externo ( CCRM0280 ) em quintuplicatas (x5)
    • Amostras Branco de Meio de Cultivo (2 frasco Erlenmeyer tratado da mesma forma com meio e nutrientes, mas sem a etapa de inoculação)

    Por exemplo: se estivermos comparando 3 espécies diferentes, serão necessários (3*5) + 5 + 2 (=22) frascos no total.

    2.

    Preenchimento do Arquivo Metadata:

    • Código das amostras
    • Código das cepas
    • Espécie
    • Meios de cultivo
    • Data de início
    • Datas de adição dos nutrientes
    • Data de coleta da biomassa
    • Método de extração (média polaridade: Diclorometano-Metanol)
    • Método de extração 2 (alta-polaridade: Metanol-Água)
    • Comentários

    Lembre-se de seguir essas etapas para um registro completo e preciso das informações relacionadas ao experimento.

    Material

    3.

    Frascos Erlenmeyer de 500 mL* Frascos tipo Scotch de 250 mL e de 1 litro

    • Tubos de centrifuga de 50 mL do tipo Falcon
    • Alças estéreis
    • Reagentes para preparo das soluções estoque (ver abaixo)
    • Centrífuga de Bancada Refrigerada (Hettich Modelo 320R, Tuttlingen, Alemanha)
    • SpeedVac (Christ modelo RVC 2-25, Osterode am Harz, Alemanha) no LabMeta - Instituto de Química - UFRJ
    • Liofilizador (modelo L120, Liotop, Brazil)
    4.

    Preparo das Soluções Estoque:

    Solução Estoque de NaNO3 : 3 :

    • Utilize um frasco devidamente lavado (lavado previamente com extran 5% e rinsado com água destilada até exaustão)
    • Acrescente 7,5 g de NaNO3 (NEON, p# 01813) a 100 mL de água destilada
    • Armazene a solução sob resfriamento em geladeira

    Uso: 1 mL para cada 1 litro de meio.

    5.

    Solução Estoque de NaH2PO4•H2O : 2PO4•H2O :

    • Utilize um frasco previamente lavado (lavado previamente com extran 5% e rinsado com água destilada até exaustão)
    • Adicione 0,5 g de NaH2PO4•H2O (NEON, p# 01415) a 100 mL de água destilada
    • Armazene a solução sob resfriamento em geladeira

    Uso: 1 mL para cada 1 litro de meio.

    6.

    Solução Estoque de Metais-Traço:

    • Utilize um frasco lavado (lavado previamente com extran 5% e rinsado com água destilada até exaustão).

    • Adicione os seguintes componentes:

    • 23 mg de ZnSO4•7H2O

    • 152 mg de MnSO4•H2O

    • 7,3 mg de Na2MoO4•2H2O

    • 14 mg de CoSO4•7H2O

    • 6,8 mg de CuCl2•2H2O

    • 4,6 g de Fe(NH4)2(SO4)2•6H2O

    • 4,4 g de Na2EDTA•2H2O Complete o volume com água destilada até 1 litro.

    • Armazene a solução sob resfriamento em geladeira

    Uso: 1 mL para cada 1 litro de meio.

    7.

    Solução Estoque de Vitaminas:

    • Utilize um frasco que tenha sido previamente lavado (lavado previamente com extran 5% e rinsado com água destilada até exaustão).

    • Adicione os seguintes componentes:

    • 200 mg de Tiamina

    • 10 mL (0,1 g) de Biotina

    • 1 ml (1 g/l) de Cianocobalamina Complete o volume com água destilada até 1 litro.

    • Armazene a solução sob resfriamento em geladeira

    Uso: Após a autoclavagem do meio o, adicione 1 mL para cada 1 litro de meio. .

    8.

    Preparo de Solução Estoque de Nutrientes:

    • Misture:
    • 20 ml da Solução Estoque de NaNO3
    • 20 ml da Solução Estoque de NaH2PO4.H2O
    • 1 ml da Solução Estoque de Vitaminas
    • 1 ml da Solução Estoque de Metais-Traço
    • Filtração em filtro em 0.22 um
    • Armazene a solução sob resfriamento
    9.

    Preparo dos Tampões de Algodão:

    Materiais necessários: algodão hidrofóbico, gaze, tesoura, barbante.

    • Corte um pedaço de gaze do tamanho da palma da mão.
    • Abra a gaze e insira parte dela dentro do frasco.
    • Coloque o algodão hidrofóbico dentro da gaze que está dentro da boca do frasco.
    • Continue inserindo algodão até que, ao retirar a gaze com o algodão do frasco, um som semelhante a "puf" seja ouvido (indicando o vácuo causado pelo Tampão ) .
    • Corte um pedaço de barbante.
    • Amarre a gaze com o barbante, assegurando que fique bem acima do algodão (sem deixar espaço).
    • Corte o excesso de barbante e gaze.
    • Verifique se o Tampão está um pouco acima da boca do vidro.
    • Se necessário, ajuste sua posição.
    • Autoclave : 15 minutos a 15 min a 121oC.
    • Seque o frasco tampado com os Tampões de algodão na estufa por 8-12 horas a 70°C.

    Garanta que cada etapa seja seguida de maneira precisa para assegurar a qualidade do meio de cultivo e dos procedimentos subsequentes.

    Os Tampões de algodão são reutilizadas de um cultivo para o próximo. Ao final do cultivo, é suficiente secá-las em uma estufa para evitar a proliferação de fungos.

    10.

    Preparo do Meio de Cultivo F/2:

    • Para 1 litro de água destilada, adicione:

    • 41,5 gramas de sal marinho para aquario (Reef Salt)

    • 1 mL de Solução Estoque de NaNO3

    • 1 mL de Solução Estoque de NaH2PO4•H2O

    • 1 mL de Solução Estoque de Metais-Traço

    • Autoclave: 15 minutos a 15 min a 121oC

    • Aguarde o resfriamento.

    • Adicione 0,5 mL da Solução Estoque de vitaminas antes de usar.

    11.

    Separe todos os frascos Erlenmeyer de 500 mL

    • Lave-os com Extran a 5%.
    • Enxágue-os abundantemente com água destilada.

    Importante considerar o número de cepas e réplicas a serem cultivadas.

    12.

    Prepare os Tampões de algodão para vedar os cultivos

    13.

    Autoclave os frascos previamente lavados com os Tampões de algodão

    • Autoclave : 15 minutos a 15 min a 121oC.
    • Seque o frasco tampado com os Tampões de algodão na estufa por 8-12 horas a 70°C.
    14.

    Autoclave os frascos contendo o meio de cultivo F/2

    • Para 22 frascos: 22 x 200 ml = 4.4 litros (arredondado para 5 litros).
    • Prepare a solução em um frasco de 5 litros e divida em frascos Schott de 1 litro.
    • Autoclave : 15 minutos a 15 min a 121oC.
    15.

    Após o meio de cultivo resfriar, adicione 0,5 mL de solução de vitaminas (previamente filtrada em filtro de seringa: 0.22 um )

    • Nota: Não utilize o filtro de seringa de 0.45 um
    16.

    Identifique cada frasco Erlenmeyer com etiquetas contendo código (rastreável na lista de amostras do projeto) e data de produção* As datas de produção de cada espécime, adição de solução de nutrientes e coletas de biomassa devem ser documentadas na lista de amostras do projeto.

    • Garanta que cada etapa seja realizada de forma meticulosa para assegurar um início apropriado para o cultivo e um rastreamento confiável dos processos subsequentes.

    Inoculação

    17.

    Utilizando alças estéreis, proceder à coleta da biomassa de um cultivo previamente preparado

    • Quantidade: "tufo" com dimensões semelhantes a uma moeda de 50 centavos.
    • É imperativo realizar todas as operações utilizando luvas descartáveis e minimizar a exposição ao fluxo de ar.
    • Vede adequadamente os frascos Erlenmeyer com os Tampões de algodão preparados anteriormente.

    Manutenção do Cultivo

    18.

    Para manter as cianobactérias em fase logarítmica, é essencial fornecer alimentação frequente por meio da adição da Solução Estoque de Nutrientes , preparada previamente

    • Em cada cultivo, é recomendado adicionar 200 μL da Solução Estoque de Nutrientes .

    A necessidade de nutrientes nas cianobactérias pode ser visualizada pela sua coloração verde característica.

    Coleta da biomassa e tratamento

    19.

    O período de cultivo está estipulado em:

    • 28 dias.
    • Com a adição da Solução Estoque de Nutrientes a cada intervalo de 7 dias.
    20.

    Ao término dos 28 dias, de cada frasco Erlenmeyer, será coletada uma quantidade que corresponda visualmente a 80-90% da biomassa

    • Permitiremos que cada espécime continue seu crescimento até que seja necessário interrompê-lo.
    • Inicialmente, podemos fixar um limite de 4 meses para cada espécime.
    21.

    Transfira o meio de cultivo de cada frasco Erlenmeyer com a biomassa para um tubo cônico de centrífuga de 50 mL (tipo Falcon), devidamente identificado com etiqueta (correspondente ao código de referência na lista de amostras)

    • Centrifugue : 3011 xg (4500 rpm) por 15 minutos a 4°C
    • Descarte o sobrenadante
    • Continue transferindo o conteúdo de cada frasco Erlenmeyer, centrifugando e descartando o sobrenadante até completa eliminação de todo o conteúdo aquoso
    • Registre o volume de biomassa obtido (foto para arquivo)
    22.

    Submeta cada amostra devidamente identificada a processo de liofilização à secura

    • Cada amostra deve ser identificada separadamente em tubos Falcon limpos e semi-rosqueados (para nao haver contaminação cruzada das amostras)
    • Inserir detalhes e observações pertinentes no Metadata.
    • Sempre armazene em freezer a -20 oC

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