FCT1-Teses
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Browsing FCT1-Teses by Subject "16S rRNA"
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- Exploration of Ulva-holobiont diversity in Portugal: any lesson to learn for cultivation and use?Publication . Sidow, Alena Friederike; Engelen, Aschwin Hillebrand; Aires, TâniaNesta era do Antropoceno, entre desafios relacionados com a sobrepopulação e alterações climáticas, a necessidade de substituir os métodos tradicionais de exploração de recursos do nosso planeta por alternativas sustentáveis é cada vez mais urgente. Uma alternativa promissora para contrapor os efeitos adversos de práticas convencionais de agricultura é a aquacultura de macroalgas. Além do seu papel crucial como produtoras primárias, criadoras de habitat e biorremediadoras, as macroalgas podem ajudar com a sequestração de carbono. Estas representam também uma fonte sustentável e valiosa do ponto de vista comercial enquanto alimento para humanos ou para animais, e podem ser aplicadas a outras áreas como higiene pessoal, medicação, e produção de biocombustíveis. Até ao momento têm sido sobretudo países asiáticos a utilizar uma grande variedade de macroalgas, enquanto que na Europa a potencial diversidade que pode ser utilizada para cultivo ainda não foi devidamente explorada. O género de algas verdes Ulva é particularmente interessante para a indústria alimentar devido ao seu elevado valor nutricional. Adicionalmente, tem sido alvo de uma crescente atenção científica devido à sua recente aplicação enquanto modelo para o estudo de interações entre macroalgas e bactérias. Comunidades bacterianas associadas a macroalgas (microbiomas) têm sido reconhecidas por influenciar processos metabólicos essenciais entre o sistema alga-bactéria (holobionte). Certos tipos de bactérias providenciam ao hospedeiro vitaminas e fito-hormonas para crescimento e morfogénese, enquanto outros aparentam facilitar a adaptação a stressores ambientais. Contudo, a questão de como é determinada a composição do microbioma continua a ser um debate controverso e existem diferentes teorias para explicar este fenómeno. A teoria da lotaria baseia a composição do microbioma em processos estocásticos, a especificidade ao hospedeiro propõe que a espécie hospedeira determina que bactérias são “recrutadas”, enquanto a especificidade funcional ao hospedeiro indica que as bactérias se juntam de acordo com as suas funções e não à sua taxonomia. Finalmente, fatores ambientais também mostraram ser importantes na composição do microbioma. Embora todos os fatores indicados mostrarem ter importância, pouco se sabe sobre o fator principal que determina a composição de microbioma no género Ulva. Assim, neste estudo, diferentes espécies de Ulva foram recolhidas ao longo da costa sul e sudoeste de Portugal em diferentes ambientes e identificadas através do gene de alongamento do cloroplasto (tufA), e os seus microbiomas associados foram analisados através da determinação do perfil do gene de ARNr 16S. Numa etapa mais avançada, os dados filogenéticos foram combinados com os dados metagenómicos para avaliar o nível de especificidade ao hospedeiro e/ou região. Foi dada atenção especial a abundâncias de grupos particulares de bactérias: taxa produtores de vitamina B12 (benéficos) e “ambivalentes” (potencialmente prejudiciais). Em conclusão, estes aspectos foram analisados de forma a perceber que lições podem ser tiradas para o cultivo futuro e uso de diferentes holobiontes Ulva. Seis espécies diferentes do género Ulva foram identificadas com sucesso com o uso do gene marcador tufA: U. rigida, U. compressa, U. californica/flexuosa, U. australis, Ulva sp.1, Ulva sp.2. A espécie não-indígena U. australis foi registada pela primeira vez em Portugal, assim como duas novas entidades. A suposição que U. californica e U. flexuosa formam um complexo (i.e. U. californica/flexuosa) foi verificada, e a distinção genética da U. rigida relativamente às suas parentes U. laetevirens e U. lacutca foi desenvolvida. Os microbiomas examinados neste estudo diferenciaram-se na sua composição e diversidade entre espécies Ulva e foram dominados maioritariamente pelas ordens Flavobactérias, Rhodobactérias, Caulobactérias, e Pirellulales. A última destas, já identificada como detentora de um conjunto de genes relacionados com resposta a stresses ambientais (i.e. Rhodopirellula), foi especialmente característica da U. compressa. Foi identificada especificidade ao hospedeiro clara e notável para U. rigida e U. compressa, respectivamente, com sinais de especificidade secundária à região a um nível intrahospedeiro, predominantemente para U. compressa. A possibilidade de determinar a composição do microbioma com base unicamente em processos estocásticos (lotaria) ou apenas em fatores ambientais pôde ser descartada. A única excepção foi o microbioma de U. californica/flexuosa de uma bacia artificial onde as condições ambientais distintivas aparentam ter tido um elevado impacto na composição e levaram a uma elevada abundância de bactérias benéficas (Flavobacteriales). Seguindo o raciocínio acima utilizado, as espécies U. compressa, U. rigida e U. californica/flexuosa foram propostas para ser de interesse especial para uso comercial. Com base numa elevada quantidade de Rhodopirellula e uma boa representação de Dinoroseobacter, U. compressa é assim recomendada para ser cultivada para consumo humano, conforme sugerido por estudos prévios. Devido à sua especificidade ao hospedeiro, a U. rigida poderá ser uma candidata apropriada para usos industriais para fornecer uma quantidade estável de compostos provenientes de bactérias específicas. A U. californica/ flexuosa poderá ser uma candidata adequada para a produção de vitamina B12 devido à possibilidade da sua capacidade de elevar a quantidade de Flavobactérias sob certas condições ambientais. No seu todo, estas descobertas têm importantes implicações pois a especificidade ao hospedeiro permite o uso de microbiomas como uma ferramenta de delimitação de espécies, traceamento de espécies não-indígenas (e. g. U. australis) e usos industriais para obter compostos específicos derivados de bactérias em Ulva cultivada.
- Taxonomic and functional microbial dynamics of Sargassum surface biofilms and their response to the coral reef environmentPublication . Haskell, Jasmine Brooke; Frade, Pedro; Aires, TâniaSargassum é uma macroalga frondosa com uma distribuição global ampla em recifes temperados e tropicais. Esta alga providencia habitat e refúgio a diversas espécies marinhas, mas também afecta outras negativamente. Apesar da sua importância ecológica, muito pouco se sabe sobre a vida microbiana nas superfícies de Sargassum. Através do estudo das comunidades microbianas presentes no biofilme da alga Sargassum sp., em paralelo com a água e o sedimento, ao longo de uma série temporal, pretende-se com este estudo entender as dinâmicas de sucessão microbianas do biofilme de Sargassum sp. e de que forma a comunidade microbiana se altera com as alterações ambientais. A amostragem de Sargassum sp., sedimento e água foi feita em Magnetic Island, na Grande Barreira de Coral na Australia, ao longo de um periodo de 13 meses. A sequenciação do gene 16S do rRNA de 30 amostras de Sargassum sp., usando a tecnologia Illumina, permitiu uma análise aprofundada da diversidade taxonomica do biofilme, ao mesmo tempo que o possível perfil funcional de taxa bacterianos chave, foi aferido usando o programa FAPROTAX. A implementação de análise estatística multivariada de ordenação, análises de correlação e estatísticas de abundância diferencial, permitiram investigar a resposta das comunidades bacterianas a parâmetros ambientais abióticos tais como: temperatura e nutrientes orgânicos e inorgânicos. Os biofilmes de Sargassum sp. revelaram estar dominados por bactérias dos Filos Firmicutes (23-45%), Proteobacteria (35-38%) e Bacteroidetes (13-30%) com diferenças observadas entre o Inverno e o Verão. As comunidades bacterianas da água e do sedimento mantiveram-se estáveis ao longo de toda a série temporal equanto que as comunidades associadas com Sargassum sp. revelaram flutuações ao nível da composição bacteriana. Os parâmetros ambientais explicam: 56% da variação da comunidade bacteriana da água, 46% da variação das comunidades associadas com o sedimento e 29% da variação do biofilme de Sargassum sp. Estes resultados sugerem que os mecanismos que medeiam as alterações na composição da comunidade microbiana de Sargassum sp. podem estar relacionados com factores bióticos tais como interação bactéria-bactéria ou interacção entre o hospedeiro e as bactérias associadas (endo e epifíticas), ou ainda interações com outros macroorganismos e seus microbiomas. Este estudo destaca a importância de examinar simultaneamente factores bióticos e ambientais, como forças condutoras de alteração dos microbiomas associados a espécies estruturantes dos recifes de coral.