Estratificação vertical das comunidades microbianas da zona mesopelágica, no Atlântico Norte (38º64.90N, 28º31.45W), determinada por pirosequenciação do 16S DNAr

Abstract

Pretendeu-se determinar e comparar a diversidade microbiana num ambiente marinho de alto mar a diferentes profundidades, na zona mesopelágica, no Atlântico Norte mais propriamente num spot com as coordenadas (38º64.90N, 28º31.45W). Para tal, foram recolhidas amostras de água do mar a três diferentes profundidades na zona mesopelágica (255m, 532m e 809m). A diversidade microbiana presente nas diferentes amostras foi determinada por análise das sequências do gene que codifica a subunidade 16S do RNA ribossomal - gene 16S RNAr dos domínios Bacteria e Archaea obtidas por pirosequenciação. A diversidade microbiana foi também comparada nas diferentes amostras através de análise visual por DGGE. A presença dos genes cbbL e cbbM que codificam a forma I e II de RubisCO, respectivamente, enzima “chave” da via de fixação de CO2 do ciclo de Calvin- Benson- Bassham (CBB), foi também determinada nas amostras recolhidas a diferentes profundidades. As populações que parecem constituir a esmagadora maioria da comunidade bacteriana na zona mesopelágica estudada estavam filogeneticamente afiliadas com a Classe Alphaproteobacteria, muito frequentes em ecossistemas marinhos, nomeadamente bactérias pertencentes ao grupo geralmente designado por Roseobacter que incluem, entre outras, as bactérias da família Rhodobacteraceae. E mais, a análise por pirosequenciação mostrou estratificação vertical atendendo aos resultados verificados para as OTUs: 1, 2, 3, 6, 8, e 10 que compreendiam os géneros Sulfitobacter, Hyphomonas, Erythrobacter. Em relação ao Domínio Archaea, a análise por pirosequenciação mostrou que a maioria das populações estavam filogeneticamente afiliadas com o Filo Euryarchaeota. Em toda a zona mesopelágica apenas as sequências que codificam a forma I de RubisCO foram detectadas, formando um cluster com vários “phylotypes” muito similares. Pelos resultados obtidos, foi possível concluir que a zona mesopelágica, de facto, não será seguramente a zona oceânica onde a produção primária, terá a relevância fundamental na sustentabilidade dos ecossistemas marinhos. Tudo parece indicar que nesta zona existem populações microbianas diversas que asseguram funções diversificadas no ecossistema.

The main goal of this work was to determined and compared the microbial diversity in a marine environment of the high sea at different depths in the mesopelagic zone in the North Atlantic in a spot with the following coordinates 38º64.90N, 28º31.45W. For this purpose, water samples were collected at different depths in the mesopelagic zone (255m, 532m and 809m). The microbial diversity present in the different samples was determined by analyzing the sequences of the gene that encodes the 16S subunit ribosomal RNA of Bacteria and Archaea domains obtained. These process was done by pyrosequencing. The microbial diversity was also compared in different samples through visual analysis by DGGE. The presence of genes cbbL and cbbM that encode form I and II of RubisCO, respectively, the enzyme key of CO2 fixation via cycle Calvin- Benson- Bassham (CBB), were also determined in samples collected. The populations that seem to constitute the majority of the bacterial community in the mesopelagic zone are phylogenetically affiliated with the class Alphaproteobacteria. This class is very commom in marine ecosystems, including bacteria belonging to the group commonly known as Roseobacter that include, among others, the bacteria of family Rhodobacteraceae. Moreover, the pyrosequencing analysis showed vertical stratification as the results recorded for the OTUs 1, 2, 3, 6, 8, and 10 which included genera Sulfitobacter, Hyphomonas and Erythrobacter. In relation to the Archaea Domain, the pyrosequencing analysis showed that most populations were phylogenetically affiliated to the Phylum Euryarchaeota. On the other hand, in the mesopelagic zone was only discovered sequences of the form I RubisCO that formed a very similar cluster on the phylotypes level. From the results, it was concluded that the mesopelagic zone, is, not the zone where the primary production, will be crucial relevance in the sustainability of marine ecosystems. Microbial populations from this area seems to be able to provide several functions vital to the ecosystem.