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Tesis Doctoral
DOI
https://doi.org/10.11606/T.42.2022.tde-01122022-165840
Documento
Autor
Nombre completo
Francielli Vilela Peres
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2022
Director
Tribunal
Pellizari, Vivian Helena (Presidente)
Araujo, Welington Luiz de
Lima, André Oliveira de Souza
Melo, Vania Maria Maciel
Título en portugués
Diversidade e Estrutura de Comunidades Microbianas em Áreas de Pockmarks e Diápiros de Sal na Margem Continental Brasileira (Sudoeste do Oceano Atlântico)
Palabras clave en portugués
Diversidade Microbiana
Halofílicos
Metilotrofia
Oceano Atlântico
Pockmark
Sedimento Marinho
Resumen en portugués
Os microrganismos são as formas de vida mais diversas e abundantes do planeta, com aptidões metabólicas capazes garantir sua sobrevivência nos mais variados ambientes. Os sedimentos marinhos, por exemplo, abrigam elevada abundancia e diversidade de comunidades microbianas. Esses microrganismos desempenham papeis fundamentais nos ciclos biogeoquímicos e na sustentação de processos essenciais à vida, sendo os maiores responsáveis por dirigir os ciclos biogeoquímicos globais. Apesar da grande influência que essas comunidades exercem sobre o planeta, os sedimentos marinhos estão entre os ambientes menos compreendidos da Terra. O presente trabalho teve como objetivo geral revelar a diversidade taxonômica espacial e verticalmente distribuída em sedimentos associados a pockmarks e diápiros de sal. Além disso, nosso objetivo também foi reconstruir genomas microbianos usando os dados metagenômicos de amostras superficiais e realizar o cultivo e isolamento de microrganismos halofílicos desta região. Na Bacia de Santos, em uma área chamada de campo de pockmark, oito estações foram coletadas em locais com batimetria variando de 400 a 800 metros de profundidade compreendendo três estações em diápiros de sal, três estações em pockmarks e duas estações de sedimento marinho denominado controle. Testemunhos foram utilizados para retirar o sedimento do interior do box corer, e o sedimento foi segmentado em camadas de 2 cm em que apenas o sedimento mais superficial e mais profundo foram utilizados. A partir do sequenciamento na plataforma Illumina Miseq utilizando primers universais, observamos que os sedimentos da superfície apresentaram alta semelhança taxonômica independentemente do local amostrado, dominados principalmente por Nitrososphaeria, enquanto as comunidades do sedimento da subsuperfície apresentaram maior diversidade taxonômica. Através do cultivo de microrganismos hipersalinos foram obtidos 22 isolados em que 21 foram classificados como Chromohalobacter e apenas um isolado foi associado ao gênero Salinisphaera. A biblioteca metagenômica construída a partir de três amostras de sedimentos superficiais rendeu 77.922.888 leituras brutas que, após o processamento, foram posteriormente agrupados em 34 MAGS, em que a MAG SB_MAG_00001 exibiu a maior qualidade (completude = 94,2%, contaminação = 2,1%), e de acordo com a análise filogenômica do GTDB-Tk, foi atribuído à ordem Methylomirabiles, família CSP1-5. Apresentamos neste trabalho a primeira descrição de comunidades microbianas espacial e verticalmente distribuída nos sedimentos em áreas de pockmarks e diápiros de sal na Bacia de Santos, além da obtenção de isolados halofílicos e reconstrução do genoma de um membro de Methylomirabiles, que pertence a um grupo metilotrófico mal descrito, especialmente para ecossistemas de alto mar.
Título en inglés
Diversity and Structure of Microbial Communities in Areas of Pockmarks and Salt Diapirs on the Brazilian Continental Margin (Southwest Atlantic Ocean)
Palabras clave en inglés
Atlantic Ocean
Halophilic
Marine Sediment
Methylotrophy
Microbial Diversity
Pockmark
Resumen en inglés
Microorganisms are the most diverse and abundant forms of life on the planet, with metabolic abilities capable of guaranteeing their survival in the most varied environments. Marine sediments, for example, harbor a high abundance and diversity of microbial communities. These microorganisms play fundamental roles in biogeochemical cycles and in sustaining essential life processes, being the main ones responsible for directing global biogeochemical cycles. Despite the great influence these communities have on the planet, marine sediments are among the least understood environments on Earth. The present work aimed to reveal the spatial and vertically distributed taxonomic diversity in sediments associated with pockmarks and salt diapirs. In addition, our objective was also to reconstruct microbial genomes using metagenomic data from surface samples and to carry out the cultivation and isolation of halophilic microorganisms from this region. In the Santos Basin, in an area called pockmark field, eight stations were collected in places with bathymetry ranging from 400 to 800 meters deep, comprising three stations in salt diapirs, three stations in pockmarks, and two stations of marine sediment called control. Testimonies were used to remove the sediment from inside the box corer, and the sediment was segmented into 2 cm layers in which only the most superficial and deepest sediment were used. From the sequencing on the Illumina Miseq platform using universal primers, we observed that the surface sediments showed high taxonomic similarity regardless of the sampled location, dominated mainly by Nitrososphaeria, while the subsurface sediment communities showed greater taxonomic diversity. Through the cultivation of hypersaline microorganisms, 22 isolates were obtained, 21 of which were classified as Chromohalobacter, and only one isolate was associated with the genus Salinisphaera. The metagenomic library constructed from three surface sediment samples yielded 77.922.888 raw reads which, after processing, were later grouped into 34 MAGS, in which the SB_MAG_00001 MAG exhibited the highest quality (completeness = 94.2%, contamination = 2.1%), and according to the phylogenomic analysis of GTDB-Tk, it was assigned to the order Methylomirabiles, family CSP1-5. We present in this work the first description of microbial communities spatially and vertically distributed in sediments in areas of pockmarks and salt diapirs in the Santos Basin, in addition to obtaining halophilic isolates and genome reconstruction of a member of Methylomirabiles, which belongs to a methylotrophic group. poorly described, especially for offshore ecosystems.
 
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Fecha de Liberación
2024-11-30
Fecha de Publicación
2022-12-09
 
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