Transformações do nitrogênio e diversidade de Planctomycetes em sedimentos de manguezais

Abstract

E ao meu noivo, HenriquePor me apoiarem e me entenderem Em todas as decisões. AGRADECIMENTOSAgradeço primeiramente a Deus, por ter me proporcionado serenidade, saúde e paciência para concluir este trabalho de doutorado. À orientadora Profa. Dra. Aline Aparecida Pizzirani-Kleiner, por esses quase nove anos de confiança e convivência.Ao co-orientador, extra-oficial, Prof. Dr. Fernando Dini Andreote, também por todos os anos de convivência e paciência. A todos os colegas do curso PPG Microbiologia Agrícola.Aos funcionários do departamento de Genética e Ciência do Solo ESALQ/USP.As secretárias do PGG Microbiologia Agrícola Giovanna e Maria Fernanda. RESUMO Transformações do nitrogênio e diversidade de Planctomycetes em sedimentos de manguezaisO nitrogênio é o quinto elemento mais abundante em nosso sistema solar, é essencial para a síntese de ácidos nucleicos e proteínas, os dois polímeros mais importantes da vida. Apesar da importância do nitrogênio e sua abundância na atmosfera, o N 2 é praticamente inerte; assim, as formas de nitrogênio inorgânico fixados mais comuns são os íons nitrato e amônio que muitas vezes limitam a produtividade primária nos ecossistemas marinhos e terrestres. Uma biosfera ativa requer a incorporação do nitrogênio em moléculas biológicas por meio da fixação de nitrogênio, um processo no qual os domínios em procarióticos Bacteria e Archaea reduzem gás nitrogênio em amônia. Porém, a maioria dos organismos não pode fixar nitrogênio, mas sim obtê-lo na forma de nitrogênio orgânico a partir do ambiente, ou a partir da redução do nitrato. O amônio é retornado para o ambiente quando os organismos morrem e isto depende da presença do oxigênio nestes locais. Na presença do oxigênio, o amônio é oxidado em nitrato, numa via conhecida como nitrificação. Na ausência de oxigênio, o nitrato é utilizado por muitos microrganismos como um receptor de elétrons, como na redução dissimilatória de nitrato a amônia (DNRA), acoplada à oxidação anaeróbica de carbono orgânico; o nitrato pode ser convertido em gás dinitrogênio pela desnitrificação, ou ainda uma via alternativa pode transformar o nitrogênio fixado em N 2 , realizada por um grupo de bactérias conhecido como planctomycetes, onde a oxidação do amônio é acoplada a redução de nitrato, no processo chamado anammox. Neste trabalho de tese foi realizada a avaliação do ciclo do nitrogênio, buscando entendimento de três vias de transformação deste elemento. Neste sentido, estas vias foram avaliadas quanto as suas taxas de ocorrência, com uso incubações do sedimento de manguezais e nitrogênio marcado, como também por meio da identificação de genes funcionais envolvidos nestes três processos, por meio de pirosequenciamento. O grupo Planctomycetes ainda pode ser estudado utilizando a hibridização com sonda fluorescente in situ FISH. Os resultados indicam a presença marcante de genes identificados como parte da via desnitrificação, assim como as taxas de incubação observadas para esta via foram muito expressivas quando comparadas com as taxas obtidas para o proc...