De genomas a comunidades: descrevendo alterações na comunidade bacteriana envolvida na oxidação do metano em solos da Amazônia

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Santos, Danielle Gonçalves dos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: pmoA; Diversidade; Diversity; Enrichment; Enriquecimento; Metagenoma; Metagenome
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-05082019-112352/

A Amazônia hospeda a maior floresta tropical do planeta, considerada um \"hotspot\" de biodiversidade. O aumento das ações antropogênicas nas ultimas décadas (desmatamento e queimadas) tem ocasionado perdas irreparáveis na diversidade biológica, contribuindo significativamente nas mudanças climáticas por meio de alterações dos fluxos hidrológicos e emissão excessiva de gases relacionados ao efeito estufa, dentre os quais o metano. Assim, na busca de uma melhor compreensão dessas alterações é de fundamental importância o estudo das comunidades microbianas associadas ao consumo do metano. Este trabalho teve como objetivo avaliar o impacto das alterações no uso da terra sobre a estrutura genômica e das comunidades bacterianas associadas a oxidação do metano presentes no solo, buscando a combinação de análises independentes (de comunidades) e dependentes de cultivo (enriquecimento e cultivo), juntamente com o acesso aos genomas montados de bactérias metanotróficas. Amostras provenientes de diferentes usos do solo e regiões da floresta amazônica foram coletadas, em sistemas de florestas primárias, florestas secundárias e pastagens na região de Santarém (PA), e florestas primárias e pastagens em Ariquemes (RO). Os solos coletados foram adicionados ao meio enriquecido com metano para estimular o metabolismo das bacterias metanotróficas. Tanto nas amostras originais como nas oriundas dos enriquecimentos, foram realizadas quantificações do gene pmoA pela técnica de PCR quantitativo (qPCR) e caracterização da comunidade total (bactérias e arquéias) e metanotróficas por meio do sequênciamento da região V4-V5 do gene 16S rRNA. Foram também realizadas análises de network e isolamentos de bactérias, na busca de uma maior compreensão sobre as correlações e associações microbianas das amostras. Por fim, o acesso ao metagenoma de amostras enriquecidas e montagens de genomas por metagenoma (MAG - Metagenome Assembled Genome), permitiu comparar a estrutura genômica do operon pmoCAB oriunda de diferentes solos. Os resultados mostraram que estrutura da comunidade total e metanotrófica se alteram com a conversão do solo florestal em pastagem, de maneiras distintas nas áreas amostradas, e com comportamento diferenciado ao longo dos enriquecimentos. O filo Acidobacteria mostrou-se característico de solos florestais, enquanto Actinobacteria, Firmicutes e Bacteoidetes de pastagens, ao passo que a abundância relativa e a riqueza de metanotróficos foi mais elevada em solos de pastagens. Também ocorrem alterações nas interações microbianas, mostrando que florestas possuem correlações mais estáveis que solos de pastagem, porém diferentes entre as áreas estudadas. Estas correlações também são notadas na associação de bactérias metanotróficas com outros grupos, como os gêneros Burkholderia, Pseudomonas, Flavisobacter e Cupriavidus. Em resumo, observa-se que há diferenciação no enriquecimento de bactérias metanotróficas nos diferentes solos e áreas, e os genomas montados indicam a possibilidade de metabolismos distintos. Estes dados contribuem para a compreensão das alterações, em diferentes níveis, da comunidade microbiana nos ambientes de conversão do uso do solo.