Phenolic compounds are secondary metabolites synthesised in response to biotic or abiotic stress in plants. This stress-induced increase in phenolic compound concentrations is generally activated by internal levels of abscisic acid (ABA). The exogenous application of ABA or calcium chloride on grapevines is also known to increase grape yield and alter the phenolic composition of grapes. Residues of cement industries such as calcium carbonates (CaCO3) are a safe environmental source of calcium that could be used to induce the synthesis of phenolic compounds and act as a yield promoter in grapes and other crops. Consequently, the objective of this study was to evaluate the effect of cement industries' CaCO3 residues (CaCO3R) on the yield and concentration of phenolic compounds in Shiraz grapes. Thirteen phenolic compounds were identified and quantified by HPLC-DAD. Malvidin-3-O-glucoside was the major anthocyanin found in Shiraz grapes, and its concentration increased by more than 200% in CaCO3R-treated vines. Similarly, the concentration of cinnamic acid, the main precursor of phenolic compounds, increased by more than 900% in grapes treated with CaCO3 residues at harvest time. Finally, catechin, epicatechin and procyanidin B1 and B2 increased significantly at harvest time in CaCO3R-treated grapes relative to the controls. In general, it was found that foliar application of CaCO3 residues from the cement industry at véraison induced an increase in yield, and in the concentration and composition of phenolic compounds in grapes.

El sulfuro producido en los sedimentos a consecuencia de la reducción del sulfato es tóxico para algunas macrófitas. De la misma manera, altas concentraciones de sulfuro en el sedimento han sido asociadas con eventos de mortalidad en pastos marinos. Se ha observado que la presencia de sulfuro reduce el crecimiento en algunos pastos marinos; sin embargo, el efecto sobre el metabolismo fotosintético y respiratorio es poco conocido. En consecuencia, el objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de sulfuro sobre la fotosíntesis y la respiración de la fanerógama marina Zostera marina. La evolución del oxígeno fotosintético y la respiración fueron determinados polarográficamente, en tanto que el rendimiento cuántico óptimo fue utilizado como una medida del desempeño fotosintético del fotosistema II en las hojas de Z. marina. Los resultados mostraron que las concentraciones de sulfuro cercanas a 1000 μM pueden ser consideradas como el límite superior para la supervivencia de Z. marina en las lagunas costeras de Baja California (México) consideradas en este estudio. La respiración no presentó inhibición cuando las plantas fueron expuestas a concentraciones de sulfuro de 1000 μM durante incubaciones de 48 h, mientras que el desempeño fotosintético disminuyó al ser expuestas a concentraciones de 25 μM por cortos periodos de tiempo, pero también a exposiciones prolongadas en concentraciones de tan solo 50 μM. Este es el primer estudio que muestra que la capacidad fotosintética de Z. marina no se recupera una vez que las condiciones libres de sulfuro son restablecidas.

Sulfide produced in marine sediments by sulfate reduction is toxic for several macrophytes, and high sediment sulfide concentrations have been associated with seagrass die-off events. Sulfide has been shown to reduce growth in a number of seagrasses, but little is known about its effect on the photosynthetic and respiratory metabolism. Consequently, the aim of this research was to evaluate the effect of sulfide on photosynthesis and respiration of the seagrass Zostera marina. Photosynthetic oxygen evolution and respiration were determined polarographically, while the optimum quantum yield was used as a measure of the photosynthetic performance of photosystem II in the leaves of Z. marina. The results showed that sulfide concentrations of approximately 1000 μM could be considered an upper threshold limit for the survival of Z. marina in the coastal lagoons of Baja California (Mexico) studied. Respiration was not inhibited by sulfide concentrations up to 1000 μM during 48-h incubations, while photosynthetic performance was reduced by short exposure to sulfide concentrations of 25 μM but also by long exposure to concentrations as low as 50 μM. This is the first study that shows that the photosynthetic capacity of Z. marina is not recovered once the sulfide-free conditions have been re-established.

Las algas rojas se han considerado como una fuente importante de polisacáridos con propiedades inmunomodulatorias potenciales. Los polisacáridos de la pared celular del alga roja Porphyridium cruentum pueden componer más de 50% de su biomasa; sin embargo, poco se sabe sobre su composición bioquímica y sus propiedades inmunomoduladoras. Consecuentemente, el objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de los polisacáridos de P. cruentum sobre la producción del factor de necrosis tumoral-α (TNF-α), de interleucina-6 (IL-6) y de óxido nítrico (NO). Los polisacáridos de P. cruentum se extrajeron y purificaron mediante una precipitación con bromuro de N-cetilpiridinio, y se caracterizaron por espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier. El efecto de la actividad de la línea celular de macrófagos murinos RAW 264.7 fue examinada mediante una cuantificación de la producción de TNF-α, IL-6 y NO utilizando un ensayo por inmunoabsorción ligado a enzimas. Los resultados mostraron que los polisacáridos de P. cruentum indujeron la acumulación de TNF-α e IL-6. La producción de TNF-α fue significativamente más alta que la observada en el control (lipopolisacárido bacteriano, LPS) cuando la concentración de polisacáridos fue mayor a 6.25 µg mL-1. El añadir niveles de polisacáridos arriba de 25 µg mL-1 produjó niveles de IL-6 que fluctuaron entre 3.4 y 4 ng mL-1, lo cual fue similar a la producción de IL-6 inducida con 50 ng mL-1 de LPS (3.3 ± 0.3). En contraste a IL-6 y TNF-α, la producción de NO sólo fue detectada cuando las concentraciones de polisacáridos fueron mayores que 25 µg mL-1. Estos resultados indican por primera vez que los polisacáridos de P. cruentum inducen activamente la producción de citoquinas.

Red algae are considered an important source of polysaccharides with potential immunomodulatory properties. Polysaccharides from the cell wall of the red alga Porphyridium cruentum can compose more than 50% of its biomass; however, little is known regarding its biochemical composition and phage-modulatory properties. Consequently, this study aimed to evaluate the effect of P. cruentum polysaccharides on tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-6 (IL-6), and nitric oxide (NO) production. Polysaccharides from P. cruentum were extracted and purified by N-cetylpyridinium bromide precipitation and characterized by Fourier transform infrared spectroscopy. The effect on the activity of murine macrophage cell line RAW 264.7 was examined by quantification of TNF-a, IL-6, and NO production using enzyme-linked immunosorbent assays. The results showed that the polysaccharides from P. cruentum induced TNF-a and IL-6 cytokine accumulation. The production of TNF-α was significantly higher than that in the control (bacterial lipopolysaccharide, LPS) when the concentration of polysaccharides was higher than 6.25 µg mL-1. The addition of polysaccharide levels above 25 µg mL-1 produced IL-6 levels ranging from 3.4 to 4 ng mL-1, which were comparable to the production of IL-6 induced by 50 ng mL-1 of LPS (3.3 ± 0.3). In contrast to IL-6 and TNF-α, NO production was only detected when polysaccharide concentrations were higher than 25 µg mL-1. These results indicate for the first time that polysaccharides from P. cruentum are strong cytokine inducers.

Las praderas de rodolitos son la vegetación subacuática calcificante dominante en algunos ambientes costeros alrededor del mundo pero se cuenta con poca información cuantitativa acerca de su fisiología. Lithophyllum margaritae (Rhodophyta, Corallinaceae) es la especie de alga coralina no geniculada formadora de rodolitos más abundante en el Golfo de California (México). A lo largo de su distribución en el golfo, esta alga coralina está expuesta a un gran rango estacional de temperaturas (~8-32°C). Se desconoce el efecto de los cambios de temperatura sobre las tasas de fotosíntesis y de calcificación de esta especie. En este estudio se evalúa el efecto de la temperatura (10-30°C) sobre la fotosíntesis y las tasas de calcificación en los rodolitos de L. margaritae en el laboratorio y se examina el efecto de los cambios estacionales de temperatura sobre el crecimiento en el campo. Las tasas fotosintéticas se evaluaron polarográficamente y las tasas de calcificación en el laboratorio se determinaron utilizando los métodos de peso boyante y alcalinidad. Las tasas de calcificación en el campo fueron evaluadas mediante la tinción con alizarina. Según nuestro conocimiento, ésta es la primera vez que estos tres métodos se usan de forma simultánea para evaluar las tasas de crecimiento en algas coralinas. Las tasas fotosintéticas (Pmax) y respiratorias se quintuplicaron a medida que la temperatura se incrementó a 25-30°C. De manera similar, las tasas de calcificación en el laboratorio y las tasas de crecimiento en el campo se incrementaron con la temperatura. Los resultados de laboratorio sugieren que el crecimiento de los rodolitos está regulado por los cambios estacionales de temperatura. Las tasas de calcificación obtenidas por ambos métodos sólo coincidieron a bajas temperaturas, por lo que su discrepancia a altas temperaturas requiere de estudios adicionales. El crecimiento en el campo, representado por la extensión apical, fue significativamente mayor en verano (5.02 ± 1.16 mm año-1) que en invierno (0.83 ± 0.16 mm año-1), lo cual es consistente con los resultados obtenidos en el laboratorio. Los fuertes efectos de la temperatura sobre la fotosíntesis, calcificación y tasas de crecimiento de Lithophyllum margaritae en el Golfo de California sugieren que los cambios de temperatura superficial son un mecanismo regulador de la productividad de estos mantos.

Rhodolith beds are the dominant submerged calcifying aquatic vegetation in some coastal marine environments worldwide but few quantitative data are available regarding their physiology. In the Gulf of California (Mexico), Lithophyllum margaritae (Rhodophyta, Corallinaceae) is the most abundant nongeniculate, rhodolith-forming coralline species. Over their gulf-wide distribution, rhodoliths are exposed to a wide range of seasonal temperatures (~8-32°C). The effect of changes in temperature on the photosynthetic and calcification rates of this species is unknown. We therefore evaluated the effect of temperature (10-30°C) on the photosynthetic and calcification rates of L. margaritae rhodoliths in the lab and examined the effect of seasonal changes in temperature on growth rates in the field. Photosynthetic rates were evaluated polarographically and calcification rates were evaluated in the lab using both the buoyant weight technique and total alkalinity method, and in the field through alizarin staining. To the best of our knowledge, this is the first time that these three methods are used simultaneously to evaluate growth rates in coralline algae. Photosynthetic, calcification and growth rates showed wide fluctuations as a result of laboratory or field temperature. Photosynthetic (Pmax) and respiratory rates both increased five-fold as incubation temperature increased to 25-30°C. Similarly, calcification rates in the lab and growth rates in the field increased with higher temperatures. The lab data suggest that rhodolith growth is seasonally regulated by seawater temperature. The buoyant weight and total alkalinity techniques for determining calcification rate were comparable at low temperatures, but variability increased with temperature and this will be examined in further studies. Field growth rates, presented as apical tip extension, were significantly higher in summer (5.02 ± 1.16 mm yr¹) than in winter (0.83 ± 0.16 mm yr-1), supporting the lab results. The strong effects of temperature on photosynthetic, calcification and growth rates of Lithophyllum margaritae in the Gulf of California suggest that changes in sea surface temperature directly regulate bed production.