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Abundância e diversidade de pico e nanofitoplâncton no sudoeste Atlântico ao largo da costa brasileira

Processo: 14/15242-2
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 30 de outubro de 2014
Vigência (Término): 29 de abril de 2015
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Oceanografia - Oceanografia Biológica
Pesquisador responsável:Frederico Pereira Brandini
Beneficiário:Catherine Gérikas Ribeiro
Supervisor no Exterior: Daniel Vaulot
Instituição-sede: Instituto Oceanográfico (IO). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Local de pesquisa : Station Biologique de Roscoff, França  
Vinculado à bolsa:12/04800-9 - Estrutura de comunidades diazotróficas na costa brasileira e zona oceânica adjacente, BP.DR
Assunto(s):Ecologia microbiana   Sequenciamento de nova geração

Resumo

Apesar de serem importantes produtores primários, a diversidade pico e nanoeucariótica do fitoplâncton marinho ainda representa uma lacuna nos dados oceanográficos globais. O acesso a esses dados por meio de sequenciamento é complicado devido à presença maciça de seqüências relacionadas a organismos heterotróficos (MARIE et al., 2010). Para superar essa limitação metodológica, foi desenvolvido um protocolo para seqüenciamento de células autotróficas previamente selecionadas por sua pigmentação (fluorescência) e tamanho, com a ajuda da triagem de células por citometria de fluxo (BALZANO et al, 2012;. MARIE et al, 2010;. SHI et al., 2009).Este projeto pioneiro irá acessar a diversidade genética de pico e nanofitoeucariotos usando uma nova abordagem que combina a seleção de células por citometria de fluxo e o sequenciamento de nova geração (NGS) de três genes selecionados: 18S rRNA nuclear, 16S rRNA plastidial e nifH, um gene envolvido na fixação de nitrogênio. Os dados obtidos serão de alto impacto e interesse. Primeiro, pela inovação da abordagem aplicada em estudos oceanográficos e, segundo, devido ao fato de que a plataforma continental ao largo do Brasil tem características únicas que irão trazer descobertas interessantes sobre a diversidade e estrutura do pico / nanoplâncton nos oceanos.Nossos resultados preliminares são provenientes de uma biblioteca gênica realizada a partir de células selecionadas de amostras de água fixadas, coletadas em outubro de 2013. Fomos capazes de amplificar com sucesso os genes apresentados acima. As seqüências recuperadas estão fortemente relacionadas com o grupo das Haptofíceas, especificamente ao hospedeiro recentemente descoberto da UCYN-A, uma cianobactéria fixadora de nitrogênio.Esta pesquisa é totalmente integrado ao projeto de doutorado "Estrutura de Comunidades diazotróficas na costa brasileira e zona oceânica adjacente", FAPESP 2012/04800-9, uma vez que lida diretamente com os organismos fixadores de nitrogênio, assim como com a comunidade microbiana do Sudoeste Atlântico, ao largo da costa brasileira. Nossos objetivos são: i) determinar a diversidade de cianobactérias fixadoras de nitrogênio nas amostras; ii) estimar a diversidade e a composição do picofitoplâncton nas águas tropicais do sudoeste do Oceano Atlântico com a técnica metabarcoding (NGS), incluindo a diversidade de hospedeiros (picofitoplâncton) de cianobactérias fixadoras de nitrogênio; iii) estabelecer a relação entre hospedeiros e simbiontes.As amostras foram coletadas a bordo do Noc. "Alpha Crucis", entre 31/10/2013 e 23/11/2013. Simultaneamente, foram obtidos dados de fluorescência, salinidade e temperatura, com um CTD SeaBird®. A área de estudo situa-se entre Lat 23°11'635"S - 30°52.735"S e Long 39°22.610"W - 49°09.62"W, até a isóbata de 3.510 metros. As amostras foram divididas em criotubos de acordo com seu uso: abundância celular por citômetria de fluxo, preservados com 0,1% de glutaraldeído, cultura e seleção de células, preservados com 5 e 10% de DMSO, respectivamente. Quanto aos esforços de cultivo, até agora obtivemos quatro cepas de Synechococcus que estarão sujeitas à caracterização posterior.Devido ao fato de que os dados de citometria de fluxo não fornecem informações sobre a composição taxonômica do fitoplâncton, optamos por selecionar células pico e nanoeucarióticas através do Cell Sorting (Shi et al., 2009), a fim de analisá-las por metabarcoding da região V4 do 18S rRNA, 16S rRNA plastidial e do gene nifH.O processamento das seqüências metabarcodes será realizada na Station Biologique de Roscoff, onde há uma rotina necessária de métodos de bioinformática, incluindo agrupamento (pelo método SWARM, MAHÉ et al, 2014) e anotação taxonômica das seqüências BLAST contra o banco de dados de 18S rRNA PR2 (GUILLOU et al. 2013). Esta informação semi-quantitativa sobre a distribuição dos diferentes grupos de microalgas serão interpretadas à luz dos metadados adquiridos durante os cruzeiros. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
RIBEIRO, CATHERINE GERIKAS; LOPES DOS SANTOS, ADRIANA; MARIE, DOMINIQUE; BRANDINI, FREDERICO PEREIRA; VAULOT, DANIEL. Small eukaryotic phytoplankton communities in tropical waters off Brazil are dominated by symbioses between Haptophyta and nitrogen-fixing cyanobacteria. ISME Journal, v. 12, n. 5, p. 1360-1374, MAY 2018. Citações Web of Science: 1.
RIBEIRO, CATHERINE GERIKAS; DOS SANTOS, ADRIANA LOPES; MARIE, DOMINIQUE; PELLIZARI, VIVIAN HELENA; BRANDINI, FREDERICO PEREIRA; VAULOT, DANIEL. Pico and nanoplankton abundance and carbon stocks along the Brazilian Bight. PeerJ, v. 4, NOV 10 2016. Citações Web of Science: 1.
RIBEIRO, CATHERINE GERIKAS; MARIE, DOMINIQUE; DOS SANTOS, ADRIANA LOPES; BRANDINI, FREDERICO PEREIRA; VAULOT, DANIEL. Estimating microbial populations by flow cytometry: Comparison between instruments. LIMNOLOGY AND OCEANOGRAPHY-METHODS, v. 14, n. 11, p. 750-758, NOV 2016. Citações Web of Science: 7.

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