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Título: Caracterização sazonal de comunidades de Bacteria e Archaea em sedimentos de lagoas naturais rasas no Cerrado
Autor(es): Sousa, Rafaella Silveira
Orientador(es): Bustamante, Mercedes Maria da Cunha
Assunto: Lagoas naturais - biodiversidade
Microbiologia
Diversidade microbiana
Atividade microbiana
Data de publicação: 26-Abr-2016
Referência: SOUSA, Rafaella Silveira. Caracterização sazonal de comunidades de Bacteria e Archaea em sedimentos de lagoas naturais rasas no Cerrado. 2016. 113 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana)—Universidade de Brasília, Brasília, 2016.
Resumo: Lagoas naturais rasas e oligotróficas do Cerrado abrigam elevada biodiversidade. No entanto, ainda não existem estudos sobre as comunidades microbianas presentes no sedimento desses ambientes aquáticos. O objetivo deste estudo foi caracterizar a diversidade dos domínios Bacteria e Archaea presentes no sedimento de duas lagoas naturais do Cerrado (Lagoa Bonita na Estação de Águas Emendadas - Planaltina/DF e Lagoa Cabocla no Campo de Instrução de Formosa - Formosa/GO). Água e sedimento (0-5 cm) foram coletados em diferentes estações (transição chuva-seca, seca, transição seca-chuva e chuva) entre maio de 2014 e março de 2015. As características físicas e químicas das amostras de água e sedimento foram avaliadas. O perfil das comunidades bacterianas foi analisado usando PCR/DGGE e a riqueza e diversidade de grupos do domínio Bacteria e Archaea por meio de pirosequenciamento do gene 16S rRNA. A água nas duas lagoas apresentou pH levemente ácido, baixa condutividade elétrica, concentrações de oxigênio dissolvido menores que 7,19 mg/L e temperatura entre 21 e 28ºC. O sedimento apresentou pH ácido, altos teores de matéria orgânica, baixa saturação por bases e elevada acidez potencial. As análises da estrutura da comunidade bacteriana avaliada (Dice/UPGMA) a partir dos perfis de géis DGGE indicaram alta similaridade entre as comunidades das duas lagoas com maior diferenciação em relação às estações. A partir da análise de sequências do gene 16S rRNA, foram identificados o total de 45 filos bacterianos e um grupo de bactérias não classificadas na hierarquia taxonômica inferior. Seis filos (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes e Nitrospirae) foram considerados abundantes, com frequência ≥ 1% em todas as estações, nas duas lagoas. Foram encontrados outros nove filos abundantes (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia e WD272) e o grupo não classificado (unclassified Bacteria) em pelo menos uma estação nas duas lagoas. Foi observada ainda a presença de quatro filos bacterianos únicos (Caldiserica, KB1, e WS6 e Synergistetes) em menor abundância na Lagoa Bonita, enquanto na Lagoa Cabocla foi recuperado apenas um filo bacteriano único (BHI80-139). Quanto aos grupos pertencentes ao domínio Archaea, foram identificados três filos (Crenarchaeota, Euryarchaeota e Thaumarchaeota) e dois grupos de Archaea não classificadas (uncultured archaeon e unclassified Archaea). Apenas Euryarchaeota e Thaumarchaeota foram considerados abundantes nas duas lagoas e nos diferentes períodos. Relações dos filos de Bacteria e Archaea foram avaliadas em associação com as variáveis da água (temperatura, pH, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e profundidade da coluna d’água), bem como carbono e nitrogênio totais no sedimento, além da razão C:N. O pH da água, a condutividade elétrica e a profundidade foram as variáveis de maior importância relativa sobre a abundância da maioria dos filos testados. A riqueza de bactérias foi maior na Lagoa Cabocla, enquanto a riqueza e a diversidade de arqueias foram maiores na Lagoa Bonita. Nas duas lagoas, a sazonalidade influenciou a riqueza de arqueias e teve efeito sobre diversidade de bactérias, que foram maiores na estação seca em relação ao período de transição chuva-seca. A presença de microrganismos aeróbios e anaeróbios encontrados no sedimento destas lagoas pode ser um indicativo da ocorrência de interações entre o sedimento e corpo d’água gerando micro sítios heterogêneos para o estabelecimento de grupos com uma ecologia tão diferenciada. Os resultados deste estudo compreendem um conjunto de informações básicas e inéditas a respeito dos ambientes aquáticos prístinos no Cerrado contribuindo na ampliação dos conhecimentos sobre a diversidade e ecologia dos organismos que são importantes componentes das funções ecossistêmicas. Essa informação pode contribuir para a avaliação e planejamento de estratégias de conservação dos ecossistemas aquáticos no Cerrado. _______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT
Natural shallow and oligotrophic lakes of Cerrado harbor high biodiversity. However, there are no studies about the microbial communities present in the sediment of these aquatic environments. The objective of this work was to characterize the diversity of the Bacteria and Archaea domains in the sediment of two natural lakes of Cerrado (Lagoa Bonita located in Estação de Águas Emendadas – Planaltina/DF and Lagoa Cabocla located in Campo de Instrução de Formosa – Formosa/GO). Water and sediment (0-5 cm) samples were collected from different seasons (transition rainy-dry, dry, transition dry-rainy and rainy season) between May 2014 and March 2015. Physical and chemical characteristics of water and sediment samples were evaluated. Bacterial communities profile was analyzed using PCR/DGGE and the richness and diversity of Bacteria and Archaea domains by pyrosequencing of the 16S rRNA gene. The water in the both lakes showed lightly acidic pH, low electrical conductivity, dissolved oxygen concentrations less than 7.19 mg/L and temperature between 21 and 28ºC. The sediment showed acid pH, high organic matter content, low base saturation and high potential acidity. The analysis of the structure of the evaluated bacterial community (Dice/UPGMA) from profiles of DGGE gels showed high similarity between the communities of the two lakes with greater differentiation in relation to the seasons. From the sequence analyses of 16S rRNA gene, were identified a total of 45 phyla and a group of bacteria not classified in the lower taxonomic hierarchy. Six phyla (Proteobacteria, Acidobacteria, Chloroflexi, Firmicutes, Planctomycetes and Nitrospirae) were considered abundant, with frequency ≥ 1% in all seasons, in the two lakes. Nine abundant phyla (Actinobacteria, Bacteroidetes, OP8, Chlamydiae, Chlorobi, Spirochaetae, TM6, Verrucomicrobia and WD272) and the bacterial group not classified (Unclassified Bacteria) were found in the two lakes at least in one season. We observed the presence of four single bacterial phyla (Caldiserica, KB1, e WS6 and Synergistetes) in lower abundance in the Lagoa Bonita, while in Lagoa Cabocla only one single bacterial phyla (BHI80-139) was recovered. Regarding the groups belonging to the Archaea domain, were identified three phyla (Crenarchaeota, Euryarchaeota and Thaumarchaeota) and two archaeal groups not classified (uncultured archaeon and Unclassified Archaea). Only Euryarchaeota and Thaumarchaeota were considered abundant in the two lakes and in different periods. Relationship of the Bacteria and Archaea phyla were evaluated in combination with water variables (temperature, pH, electrical conductivity, dissolved oxygen and depth of water column) as well as carbon and total nitrogen in the sediment, besides the C:N ratio. The water pH, the electrical conductivity and the depth were the variables of greater relative importance on the abundance of most phyla tested. The bacterial richness was greater in the Lagoa Cabocla, while the archaeal richness and diversity were greater in the Lagoa Bonita. In the two lakes, the seasonality influenced the archaeal richness and had effect on the diversity of Bacteria, which was higher in the dry season compared to transition rain-dry period. The presence of aerobic and anaerobic microorganisms found in the sediment of these lakes, may be indicative the occurrence of interactions between sediment and water body generating heterogeneous microsites for the establishment of groups with such a differentiated ecology. The results of this study include a set of basic and novel information about pristine aquatic environments in the Cerrado, contributing to the expansion of knowledge about the diversity and ecology of the organisms that are important components of ecosystem functions. This information can contribute to the evaluation and planning of conservation strategies for aquatic environments in the Cerrado.
Informações adicionais: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2016.
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Aparece nas coleções:IB - Mestrado em Biologia Microbiana (Dissertações)

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