Estudo do fitoplâncton e bacterioplâncton no metabolismo do nitrogênio em reservatórios subtropicais

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Rodrigues, Raphaella de Abreu Magalhães
• 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: Análise metagenômica; Bactérias heterotróficas; Cianobactéria; Citometria de fluxo; Cyanobacteria; Flow cytometry; Heterotrophic bacteria; Metagenomic analysis
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-02072021-120643/

O fitoplâncton e bacterioplâncton são amplamente distribuídos em ecossistemas aquáticos, além disso são componentes fundamentais para a estrutura das teias alimentares e manutenção de ciclos biogeoquímicos. O nitrogênio é um elemento essencial para o crescimento desses microrganismos, por isso a crescente e excessiva entrada de nutrientes nitrogenados na água em reservatórios é capaz de alterar a dinâmica dessas comunidades. Geralmente o fitoplâncton e o bacterioplâncton não são estudados simultaneamente, e pouco se conhece sobre os seus papéis no metabolismo do nitrogênio em reservatórios subtropicais. Diante do exposto, o objetivo geral dessa pesquisa foi caracterizar as comunidades fitoplanctônicas e bacterianas, além de avaliar a influência delas sobre rotas metabólicas do nitrogênio, em dois reservatórios subtropicais, Itupararanga e Lobo localizados no estado de São Paulo (Brasil). No capítulo 1 é apresentada uma visão geral sobre a estrutura das comunidades bacterianas e fitoplanctônicas, incluindo o picofitoplâncton que é frequentemente não avaliado em muitos estudos realizados em reservatórios. As comunidades microbianas apresentaram variação espaço-temporal e bactérias heterotróficas foram correlacionadas com o fitoplâncton. As picocianobactérias ricas em ficocianinas co-dominaram com o picofitoplâncton eucarionte na maioria das amostras. As variáveis ambientais que influenciaram as três comunidades foram pH, condutividade elétrica e transparência da água, entretanto o nitrogênio inorgânico dissolvido (DIN) e carbono orgânico dissolvido (DOC) foram importantes estruturadores do fitoplâncton e de bactérias heterotróficas. No capítulo 2 são abordadas as relações entre a composição microbiana com o metabolismo do nitrogênio. As análises metagenômicas e experimentos com traçadores isotópicos (15N-NO3- e 15N-NH4+) mostraram que cianobactérias desempenham um papel chave nas rotas metabólicas do nitrogênio, uma vez que esses microrganismos apresentaram alto potencial genético para fixação de nitrogênio atmosférico e alto potencial para assimilação de nitrato. Entre as cianobactérias, Nostocaceae foi a família mais abundante e foi representada principalmente por Raphidiopsis raciborskii na barragem de Itupararanga. Entre bactérias heterotróficas, foram observadas altas abundancias relativas de Burkholderiaceae e Comamonadaceae. Genes associados aos processos de assimilação de amônio, amonificação e desnitrificação foram taxonomicamente filiados a diferentes famílias de bactérias heterotróficas. Entretanto, em ambos os reservatórios a comunidade microbiana apresentou baixo potencial genético para desnitrificação e genes associados a processos de nitrificação não foram detectados. Por fim, essa pesquisa mostrou que o uso de diversas ferramentas para estudo do fitoplâncton e bacterioplâncton, simultaneamente, é muito importante para ampliar os conhecimentos sobre estrutura e metabolismo desses microrganismos em ambientes aquáticos.