O branqueamento de corais é uma consequência do rompimento da relação simbiótica entre corais e seus dinoflagelados endossimbiontes. Esse fenômeno tem sido considerado como um dos principais responsáveis pela degradação dos recifes de corais. Nos últimos anos o hidrocoral Millepora alcicornis, tem demonstrado sensibilidade aos eventos de anomalias térmicas, apresentando desde branqueamento até mortalidade em regiões do litoral brasileiro. Nesse sentido, a presente dissertação buscou, de forma inédita, investigar como esses hidrocorais respondem em nível molecular a episódios de branqueamento. O trabalho está organizado em dois capítulos. No primeiro, foram utilizadas técnicas de metabarcoding para sequenciar o microbioma de um total de seis colônias de M. alcicornis com o objetivo de (1) avaliar possíveis mudanças no perfil microbiano das colônias antes, durante e pós-branqueamento em duas praias que apresentam pressões ambientais distintas e (2) identificar bactérias potencialmente benéficas ou prejudiciais ao coral hospedeiro. No segundo capítulo, foi montado um transcriptoma de referência para M. alcicornis visando (3) investigar possíveis alterações nos padrões de expressão gênica em diferentes fases do branqueamento e (4) identificar transcritos de processos biológicos possivelmente associados ao branqueamento ou recuperação das colônias. Os resultados mostraram que (1) a reposta da comunidade microbiana associada à M. alcicornis após um evento de branqueamento foi sítio-específica, variando de acordo com as condições ambientais locais. (2) A identificação das bactérias sugere gêneros potencialmente benéficos (e.g., Spirochaeta 2, Thalassospira, Kiloniella e Endozoicomonas), uma vez que podem desempenhar papéis importantes na manutenção da saúde do hospedeiro. Análises no transcriptoma das colônias revelaram que (3) 1.879 (2,84%) dos transcritos analisados estavam regulados negativamente em amostras branqueadas. Durante a recuperação, foi observado uma diferença significativa no padrão de expressão gênica em relação ao estado inicial (saudável), mesmo após a completa recuperação das colônias, sugerindo que a recuperação do transcriptoma não ocorre de forma imediata em relação a recuperação do seu fenótipo saudável. De forma geral, (4) transcritos associados às zooxantelas apresentaram uma diminuição da expressão durante o branqueamento. Nessa fase, também foi observado um aumento de transcritos associados a apoptose, que podem estar relacionados a expulsão das algas fotossintetizantes. Esses transcritos também estavam enriquecidos positivamente em amostras completamente recuperadas, podendo indicar um possível processo de renovação dos endossimbiontes e do tecido. Durante a recuperação, foi observado um aumento de transcritos relacionados a replicação viral. No entanto, a presença de partículas virais pode ter auxiliado a recuperação de M. alcicornis através do controle da proliferação de bactérias patogênicas. Por fim, esse estudo contribui significativamente com o limitado conhecimento atual acerca das respostas desse importante hidrocoral durante eventos de anomalias térmicas.

Coral bleaching is a consequence of the disruption of the symbiotic relationship between corals and their endosymbiotic dinoflagellates. This phenomenon has been considered as one of the main drivers of coral reef degradation. In recent years, the hydrocoral Millepora alcicornis has shown sensitivity to termal stress, exhibiting both bleaching and mortality in coastal regions of Brazil. In this regard, this dissertation aimed, in an unprecedented manner, to investigate how these hydrocorals respond at the molecular level to bleaching events. The work is organized into two chapters. In the first chapter, metabarcoding techniques were used to sequence the microbiome of a total of six colonies of M. alcicornis with the purpose of (1) assessing potential changes in the microbial profile of colonies before, during, and post-bleaching in two beaches with distinct environmental pressures and (2) identifying bacteria that may be potentially beneficial or harmful to the coral host. In the second chapter, a reference transcriptome of M. alcicornis was assembled to (3) investigate potential changes in gene expression patterns at different stages of health and (4) identify transcripts of biological processes possibly associated with bleaching or colony recovery. The results showed that (1) the response of the microbial community associated with M. alcicornis after a bleaching event was site-specific, varying according to local environmental conditions. (2) The identification of bacteria suggests potentially beneficial genera (e.g., Spirochaeta 2, Thalassospira, Kiloniella, and Endozoicomonas), as they may play important roles in maintaining host health. Analyses of colony transcriptomes revealed that (3) 1,879 (2.84%) of the analyzed transcripts were downregulated in bleached samples. During recovery, a significant difference in gene expression patterns was observed compared to the initial healthy state, even after the colonies had fully recovered, suggesting that transcriptome recovery does not occur immediately upon the restoration of a healthy phenotype. In general, (4) transcripts associated with zooxanthellae showed decreased expression during bleaching. During this phase, an increase in transcripts associated with apoptosis was also observed, which may be related to the expulsion of photosynthetic algae. These transcripts were also positively enriched in fully recovered samples, which may indicate a possible renewal process of endosymbionts and tissue. During recovery, an increase in transcripts related to viral replication was observed. However, the presence of viral particles may have aided in the recovery of M. alcicornis by controlling the proliferation of pathogenic bacteria. This study makes a significant contribution to the limited current knowledge about the responses of this important hydrocoral during thermal anomaly events.