Metagenômica do microbioma associado à alga marinha Sargassum spp. (Phaeophyceae)

Autor(es)

Inara Regina Wengratt Mendonça

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Biociências (IBIOC/SB)
• Data de defesa: 2024-07-10

Membros da banca

Mariana Cabral de Oliveira; Watson Arantes Gama Junior; Luiz Henrique Rosa; Nair Sumie Yokoya

• Orientador: Mariana Cabral de Oliveira

Resumo

Os dosséis costeiros e as massas flutuantes formados por Sargassum são oásis marinhos que abrigam e alimentam uma gama de seres. Os serviços ecossistêmicos fornecidos por esta macroalga, bem como sua comunidade microbiana associada, estão susceptíveis às mudanças ambientais que causaram redução dos dosséis costeiros, e intensificaram as florações das massas flutuantes. As massas flutuantes eventualmente arribam nas regiões costeiras causando impactos ambientais e econômicos. Entretanto, ainda estamos debatendo a delimitação de espécies do gênero Sargassum na costa do Brasil, e informações sobre seu microbioma são escassas. A comunidade microbiana associada às algas tem papel essencial na manutenção de sua morfologia, reprodução e crescimento. Este trabalho tem como objetivos principais verificar quais espécies do gênero Sargassum ocorrem no Brasil e descrever seu microbioma associado em condições naturais e de arribada. Para reconhecer a diversidade e a ocorrência de espécies de Sargassum na costa brasileira, foram utilizados quatro marcadores moleculares e identificamos menor diversidade genética do que o esperado. Das dez espécies confirmadas com base na morfologia, apenas duas espécies foram identificadas com base na análise de diversidade genética. Para caracterizar o microbioma bacteriano associado às massas bentônicas e flutuantes de Sargassum, foram utilizadas diferentes escalas espaciais, incluindo estruturas do talo, indivíduos geograficamente próximos (de alguns metros até dezenas de km), populações geograficamente distantes (ao longo de um gradiente latitudinal no Atlântico Sudoeste e em comparações com dados de outros continentes), morfoespécies, e hábitos de vida (bentônico x holopelágico). De forma geral, nossos resultados indicam que o microbioma é variável entre as estruturas do talo, com o apressório abrigando o microbioma mais distinto com dominância de Desulfocapsaceae, enquanto filóides e receptáculos apresentaram dominância de cianobactérias fotossintetizantes. A estrutura do talo cria um nicho morfológico que favorece o crescimento bacteriano específico e algumas dessas bactérias são comuns no gênero Sargassum em outros continentes, o que abre a possibilidade de desvendar interações funcionais em algas marinhas de diferentes ecossistemas. Considerando a escala geográfica, encontramos que indivíduos geograficamente próximos, não apresentam variação significativa do microbioma, mas quando as distâncias são maiores (cerca de 20 km) as diferenças observadas aumentam, mesmo dentro da mesma morfoespécie e mesmo habitat. A caracterização da dinâmica do microbioma em situação de arribada foi feita por meio de simulações de arribada com as formas bentônicas e holopelágicas de Sargassum. Os resultados obtidos mostraram um processo de disbiose no microbioma de Sargassum nas primeiras 24 horas de arribada. No entanto, Vibrionales foi a ordem bacteriana dominante na simulação de arribada de formas holopelágicas, enquanto as ordens Oscillospirales, Clostridiales e Erysipelotrichales foram predominantes na simulação de arribada de Sargassum cymosum bentônico. A biomassa de Sargassum holopelágico da simulação de arribada também foi utilizada para caracterizar os aspectos bioquímicos de Sargassum arribado por até 120 horas. Os resultados gerados mostraram que as alterações na composição bioquímica durante o processo de degradação são diferentes entre os morfotipos S. fluitans III e S. natans VIII, no entanto, até 120 horas de arribada ainda há lipídios, proteínas, carboidratos e compostos fenólicos suficientes para serem extraídos. As análises de sequenciamento de larga escala de DNA do microbioma associado ao Sargassum são inéditas para o Brasil e contribuem significativamente para o entendimento do microbioma associado às macroalgas marinhas tropicais/subtropicais. Em todos os locais de amostragem, identificamos Rhodobacterales, Microtrichales e Chitinophagales como principais ordens que dominam o microbioma bacteriano. Os resultados obtidos com esse trabalho nos permitem estabelecer uma linha de base da diversidade de bactérias associadas ao Sargassum para a costa do Brasil, o que é relevante para estudos futuros. (AU)

• Processo FAPESP: 18/17843-4 - Metagenômica do microbioma associado à alga marinha Sargassum spp. (Phaeophyceae)
• Beneficiário: Inara Regina Wengratt Mendonça
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto