Caracterização genômica de bactérias heterotróficas associadas a cianobactérias da ordem Nostocales - Souza, Bruno Costa Evangelista de (2020)
Cianobactérias podem estabelecer associações ecológicas com muitos organismos, como fungos, animais e plantas. Embora cianobactérias possam também interagir com outras bactérias, essas associações são puco estudadas. As cianobactérias da ordem Nostocales são capazes de fixar nitrogênio atmosférico, sendo que todos utilizam a mesma estratégia para conseguir realizar esse metabolismo. Logo, tornam-se um modelo adequado para o estudo da interação bactéria-cianobactérias. Os avanços das técnicas de sequenciamento e da bioinformática vêm, nos últimos anos, permitindo que essas interações seja estudadas em maior detalhe. Dessa forma, neste trabalho, tivemos o objeto de caracterizar os genomas das bactérias da cianosfera de cinco linhagens de cianobactérias da ordem Nostocales analisando o potencial metabólico do consórcio. Para isso, os dados resultantes do sequenciamento em plataforma Illumina MiSeq dos cultivos unicianobacterianos das linhagens Sphaerospermopsis torques-reginae ITEP-024, Nostoc sp. CENA67, Fischerella sp. CENA161 e Cylindrospermopsis raciborskii CENA302 e CENA303 foram analisados, pré-processados e montados, e os genomas das cianobactérias e das bactérias da cianosfera foram reconstruídos, levando em conta a abundância e da proporção de conteúdo GC. Os genomas foram taxonomicamente classificados e funcionalmente anotados. A diversidade da comunidade foi acessada por meio da recuperação de sequências do gene 16S RNAr. Os dados brutos do sequenciamento também foram analisados para taxonomia e função no servidor MG-RAST. No total, 33 genomas de alta qualidade foram recuperados e identificados como pertendentes às classe Actinobacteria (1), Alphaproteobacteria (23), Bacteroidetes (2), Betaproteobacteria (4), Deltaproteobacteria (1) e Gammaproteobacteria (3). As análises de diversidade baseadas no gene 16S RNAr identificaram 41 gêneros de bactérias associadas às cianobactérias, distribuídos em 5 filos diferentes, revelando estrutura e composição distintas para cada consórcio. A análise funcional do consórcio revelou o potencial de produção de muitos metabólitos secundário pelas bactérias da cianosfera que podem atuar no estabelecimento e manutenção de sua associação com as cianobactérias. Os dados revelam ainda que a cianobactéria é a única fornecedora de nitrogênio para os organismos do consórcio, uma vez que é a única capaz de realizar o processo de fixação de nitrogênio. Por sua vez, as cianobactérias apresentam maior capacidade de utilização de fósforo inorgânico, enquanto que as bactérias da ciansfera têm genes para consumo de fontes de fósforo orgânico. Esses dados sugerem que as bactérias da cianosfera são dependentes do hospedeiro tanto em estrutura, como em função.