Diversidad filogenómica y funcional de procariotas de suelos hipersalinos
- Autores: Blanca Vera Gargallo
- Directores de la Tesis: Antonio Ventosa Ucero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Sevilla ( España ) en 2018
- Idioma: español
- Número de páginas: 169
- Tribunal Calificador de la Tesis: Jesús Angel López Romalde (presid.), Rafael Ruiz de la Haba (secret.), Marc G. Dumont (voc.), Josefa Antón Botella (voc.), Fernando José Martínez-Checa Barrero (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biología Molecular, Biomedicina e Investigación Clínica por la Universidad de Sevilla
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Idus
- Resumen
El presente trabajo se ha centrado en la caracterización de la comunidad de bacterias y arqueas de suelos hipersalinos localizados en el Paraje Natural Marismas del Odiel.
Para ello, por un lado, se obtuvieron dos metagenomas completos por pirosecuenciación de una misma localización en dos momentos distintos (octubre de 2013 y noviembre de 2014), los cuales fueron analizados conjuntamente con otras bases de datos de ambientes hipersalinos acuáticos ampliamente estudiados que se habían obtenido mediante la misma técnica de secuenciación con el objetivo de identificar los sesgos en el conocimiento de los microorganismos halófilos y los ambientes hipersalinos derivados del estudio mayoritario de ambientes acuáticos, así como para establecer patrones comunes y específicos a hábitats hipersalinos con distinto tipo de sustrato (sólido/líquido). Los resultados revelaron que la comunidad procariota de los suelos estudiados era mayor que la encontrada en los ambientes acuáticos tomados como referencia, y englobaba microorganismos con diferentes susceptibilidades a la salinidad, lo cual se atribuyó al carácter heterogéneo de la estructura del suelo, especialmente de los no saturados como los que son objeto de estudio de esta Tesis Doctoral, que propicia la aparición de micronichos con características fisicoquímicas diversas. Las secuencias metagenómicas y los contigs se afiliaban mayoritariamente a microorganismos halófilos de los phyla Euryarchaeota, Bacteroidetes, Balneolaeota y Rhodothermaeota. También se encontraron secuencias relacionadas con el phylum candidato “Nanohaloarchaeota”, que no había sido detectado con anterioridad en suelos salinos. Aunque entre los géneros más representados en las dos bases de datos analizadas se encuentran grupos detectados frecuentemente en otros ambientes hipersalinos, como Halorubrum, Haloarcula, Natronomonas y Salinibacter, también se detectó una gran abundancia de secuencias relacionadas con géneros de los que se disponía escasa información ambiental, como es el caso de Fodinibius en SMO1 y Salinimicrobium en SMO2, además de un 15 % relacionadas con organismos no cultivados o que no pudieron ser clasificadas a este nivel con los parámetros utilizados. Estos resultados demuestran que un grupo de microorganismos halófilos es capaz de crecer tanto en ambientes acuáticos como terrestres, permaneciendo más o menos constantes las dos muestras analizadas, mientras que la característica estructura del suelo como hábitat podría estar propiciando el desarrollo de grupos de halófilos no tan versátiles de manera variable en el tiempo y probablemente en función de las condiciones fisicoquímicas de su microhábitat. La recuperación de genomas ambientales de buena calidad relacionados con estos dos últimos grupos de microorganismos a partir de los metagenomas permitió la evaluación de la fisiología y ecología de los mismos en otros ambientes hipersalinos. Ambos poseían la capacidad de acumular solutos compatibles, con probable utilización del mecanismo de osmoadaptación salt out, y el relacionado con el phylum Balneolaeota podría utilizar la luz como fuente de energía por medio de rodopsinas.
El análisis de los parámetros ambientales relacionados con la distribución de la comunidad procariota y su diversidad en distintos suelos hipersalinos del citado Paraje mostró que la influencia del factor salinidad no era muy relevante dado que la comunidad estaba compuesta principalmente por microorganismos altamente adaptados a la vida en altas concentraciones de sales, apoyando la hipótesis propuesta por un estudio anterior que indica que, superado un determinado nivel de salinidad, este factor ya no constituye la principal contribución a la estructura de la comunidad procariota. En esta situación, otras propiedades geoquímicas del suelo, como la textura, el contenido en agua, carbono, azufre y metales constituyen los principales factores relacionados con los cambios en la distribución espacial de la comunidad procariota.
Los estudios de marcaje con H2O18 de la comunidad de estos suelos permitieron determinar que la comunidad activa en los mismos, tanto en luz como en oscuridad, estaba compuesta por arqueas, mientras que las bacterias no crecieron en las incubaciones, indicando que el primer grupo se encuentra bien adaptado a la vida en condiciones desfavorables de estos suelos, mientras que los miembros del dominio Bacteria podrían encontrarse en un estado de latencia a la espera de condiciones ambientales más favorables para crecer. Las incubaciones en condiciones de luz y oscuridad demuestran que este tratamiento da lugar a comunidades procariotas diferentes en estos suelos. Además, la adición de un compuesto inhibidor de la fotosíntesis no provocó grandes cambios en la microbiota, sugiriendo que la amplia comunidad halófila heterótrofa encontrada en ellos no depende de la producción de compuestos carbonados derivados de productores primarios fotosintéticos. Estos microorganismos, en los que se han descrito genes relacionados con rodopsinas, podrían, por tanto, obtener energía a partir de la luz, así como aprovechar los compuestos expulsados como consecuencia del cambio de osmolaridad que resultan más disponibles y próximos espacialmente al aumentar el contenido de agua del suelo con un incremento en la humedad relativa del mismo.
