Avaliação espaço-temporal da microbiota sedimentar da Lagoa da Conceição (Florianópolis, Santa Catarina) e prospecção de cianobactérias e proteobactérias potencialmente produtoras de biohidrogênio

Abstract

Neste trabalho avaliou-se a estrutura da comunidade microbiana em sedimentos da Lagoa da Conceição (Florianópolis-SC). Dois sítios foram escolhidos: um representando a ?zona morta? ? região sujeita a eventos sazonais de anoxia e outro em local de prevalente normoxia. Água de fundo e sedimento superficial dos dois pontos foram coletados para a obtenção das variáveis abióticas e bióticas, respectivamente. A caracterização da diversidade procariótica foi obtida pelo sequenciamento de um fragmento da região V3-V4 do gene 16s rRNA de sedimentos coletados entre o final da primavera e início do verão austral dos anos de 2015 e 2016. Sedimentos da ?zona morta? apresentaram abundância relativa procariótica significativamente maior de Archaea (p<0.001) do que no ponto sujeito à normoxia. Os filos Cyanobacteria e Proteobacteria foram também mais abundantes no sítio sujeito à normoxia (p<0.01 e p<0.001), além de apresentarem correlações positivas com os nutrientes nitrito + nitrato em águas de fundo, o que indica possíveis efeitos de eutrofização no local. Os sedimentos coletados em ambos os sítios foram utilizados para a preparação de colunasde Winogradsky as quais foram incubadas sob temperatura e luminosidade constantes por um período de até dois meses. A combinação da técnica de Sergei Winogradsky com a de sequenciamento de nova geração mostrou-se eficaz no enriquecimento e identificação dos grupos de micro-organismos alvos deste trabalho, dobrando o número de OTUs para gêneros de Cianobactérias e quase triplicando o de Proteobactérias. Biofilmes verde-azulados e de coloração púrpura foram mais frequentes em colunas feitas com sedimentos sujeitos à normoxia e consórcios de três espécies de cianobactérias (Synechococcus sp., Leptolyngbya sp. e Oscillatoria sp.) bem como de bactérias púrpuras não-sulfurosas (Rhodobium sp.) foram obtidos a partir da inoculação em meio BG-11 e RCV, respectivamente. Esta foi a primeira caracterização da microbiota de sedimentos da Lagoa da Conceição e servirá para elucidar os processos biogeoquímicos que ocorrem neste ecossistema, bem como nortear processos de produção de biohidrogênio em escalas industriais.

Abstract : This work evaluated the structure of the microbial community in sediments of Lagoa da Conceição (Florianópolis-SC). Two sites were chosen: one at the "dead zone" area, subjected to seasonal anoxia events and the other representing an area of prevalent normoxia. Bottom water and top sediments were collected to obtain abiotic and biotic variables, respectively. The characterization of prokaryotic diversity was obtained by sequencing a fragment of the V3-V4 region of the 16s rRNA gene from sediments collected between late spring and early austral summer of 2015 and 2016. Sediments collected in the "dead zone" presented higher relative abundances for the Archaea Domain (p<0.001), whereas Bacteria was higher in the site subjected to constant normoxia. Cyanobacteria and Proteobacteria phyla were also more abundant in the site under frequent normoxia (p<0.01 and p<0.001), besides presenting strong positive correlations with the nutrients nitrite + nitrate in the bottom waters, which indicates possible effects of eutrophication at the site. Sediments collected at both sites were used for the preparation of Winogradsky columns, which were incubated under constant temperatureand luminosity for a period of up to two months. The combination of the Sergei Winogradsky technique with new generation sequencing techniques proved to be effective in enriching and identifying the target groups of microorganisms in this work, doubling the number of OTUs for Cyanobacteria genera and nearly tripling that of Proteobacteria. Blue-green and purple biofilms were more frequent in columns made with normoxia-bearing sediments and consortia of three species of cyanobacteria (Synechococcus sp., Leptolyngbya sp. and Oscillatoria sp.), as well as purple non- sulphurous bacteria (Rhodobium sp.) were obtained from inoculation in BG-11 and RCV medium, respectively. This was the first sediment microbiome of the Conceição Lagoon and will serve to elucidate biogeochemical processes that occur in this ecosystem, as well as guiding processes of biohydrogen production in industrial scales.