Cultivo e estudo de diversidade e distribuição de arqueias oxidantes de amônia em ambientes marinhos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Emilio, Alice de Moura
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: ammonia oxidation; análise molecular; Archaea; Arqueias; biogeochemical cycles; carbon; carbono; ciclos biogeoquímicos; cultivation; cultivo; diversidade; diversity; environmental parameters; molecular analysis; nitrogen; nitrogênio; oxidação de amônia; parâmetros ambientais
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42132/tde-10062024-101540/

Os micro-organismos desempenham um papel central nos ciclos biogeoquímicos marinhos. A arqueias oxidante de amônia (classe Nitrososphaeria), um grupo quimiolitoautotrófico que compreende vários táxons da classe Nitrososphaeria, pode realizar a primeira etapa da nitrificação enquanto fixa carbono inorgânico, portanto, um grupo chave nos ciclos do nitrogênio e do carbono. A maioria das espécies de Nitrososphaeria não são cultivadas e apenas algumas são isoladas. Estudos recentes indicam a importância desses organismos para o ambiente marinho, mas nosso conhecimento ainda é muito limitado e há escassez de informações disponíveis sobre a diversidade e ecologia desses micro-organismos para o Oceano Atlântico Sul. Este trabalho estudou as arqueias oxidantes de amônia na Bacia de Santos (Atlântico Sudoeste). Para avaliar a diversidade e distribuição deste grupo foi utilizado um conjunto de dados composicionais da região V4 do gene 16S rRNA de 94 amostras de sedimentos e 175 de água das zonas neríticas e oceânicas da bacia. No sequenciamento do gene 16S rRNA, a classe Nitrososphaeria representou até 50% e 20% das comunidades microbianas em amostras de água e sedimento, respectivamente. No sistema bentônico, a ordem Nitrosopumilales apresentou os maiores índices de riqueza, diversidade e abundância na região do talude. No sistema pelágico, a ordem Nitrosopumilales apresentou os maiores índices de riqueza, diversidade e abundância na zona mesopelágica. Com intuito de obter cultura de arqueias oxidantes de amônia, foram realizadas culturas de enriquecimento. Após sucessivos repiques e optimização das condições, foram obtidas culturas com 63% de grupos da família Nitrosopumilaceae, além de presença de bactérias da família Nitrosomonadaceae (4%). Bactérias oxidantes de nitrito da família Nitrospiraceae também estavam presentes na cultura, representando 2% da comunidade. Empregando a análise de PCR quantitativo, os tratamentos com a adição de antibiótico e a incubação à 20ºC favoreceram o enriquecimento. Na curva de crescimento foi observado o consumo de amônio concomitantemente ao aumento da concentração de nitrato. Com análise do metagenoma foi recuperado um genoma de arqueia, classificado no gênero Nitrosarchaeum, família Nitrosopumilaceae. Esse genoma apresentou genes relacionados a oxidação de amônia, a fixação de carbono, ao metabolismo do carbono e biossíntese de cofatores e vitaminas. Por meio da genômica comparativa, a pesquisa apresentou características que diferem a arqueia cultivada dos genomas usados como referência. Os resultados obtidos neste trabalho indicam resultados promissores para o primeiro cultivo de arqueia oxidante de amônia do Atlântico Sudoeste e o primeiro passo para a caracterização desse grupo-chave na Bacia de Santos.