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Culturable bacterial community of the estuarine surface microlayer

Author(s): Ramos, Isabel Cristina Santos Silva de Faria cv logo 1

Date: 2009

Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/849

Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro

Subject(s): Microbiologia; Bacterioplâncton; Microorganismos; Meio aquático


Description
A camada superficial aquática (1-1000 μm) é um ecossistema único, definido como a interface entre a hidrosfera e a atmosfera. É uma camada exposta a altas intensidades de radiação solar Ultra-Violeta, sendo enriquecida com compostos orgânicos e poluentes antropogénicos. Além disso, está sujeita a condições instáveis de temperatura e salinidade. Assim sendo, é razoável colocar-se a hipótese de que esta camada é habitada por comunidades bacterianas distintas e especializadas. Apenas alguns estudos sobre este tema foram publicados e os resultados foram frequentemente divergentes. Apesar do já reconhecido enviesamento introduzido pelas metodologias dependentes do cultivo, tais técnicas permanecem essenciais para a compreensão da fisiologia e ecologia da comunidade bacteriana. Os estuários são ambientes confinados e frequentemente muito poluídos, o que provavelmente favorece a formação de camadas superficiais claramente distintas das águas subjacentes. Portanto, o objectivo deste trabalho foi comparar as comunidades bacterianas cultiváveis da camada superficial aquática e da coluna de água. Foram escolhidos três locais ao longo do estuário Ria de Aveiro atendendo a diferentes parâmetros ambientais e exposição a poluentes. A amostragem foi realizada utilizando o método 'Glass- Plate'. As amostras foram obtidas em maré baixa, durante o dia e noite, em cinco campanhas, tendo em vista a quantificação das unidades formadoras de colónias e subsequente isolamento para caracterização filogenética. Para estes fins, usámos dois meios de cultura: GSP (Pseudomonas Aeromonas Selective Agar Base) e EA (Estuarine Agar). A quantificação das UFC indica que o número de bactérias provenientes da camada superficial (bacterioneuston) é cerca de três vezes mais abundante do que o proveniente da coluna de água (bacterioplâncton). Verifica-se uma diminuição da abundância de bacterioneuston de dia para noite, ao contrário do bacterioplâncton, que tende a aumentar durante o mesmo período. Dos isolados obtidos, o rDNA 16S foi e digerido com a enzima HaeIII. A partir de 402 isolados, foram identificados 72 perfis diferentes. Desses, 21 perfis foram exclusivos da camada superficial e 28 foram exclusivos da coluna de água. Representantes dos diferentes perfis foram analisados por sequenciação e bactérias pertencentes a 5 Filos: Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Firmicutes e Deinococci-Thermus; e 9 Classes: Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Epsilonproteobacteria, Actinobacteria, Flavobacteria, Sphingobacteria, Deinococci e Bacilli foram identificadas. Os isolados afiliaram com sequências provenientes de ambientes aquáticos bem como de áreas altamente contaminadas. Os resultados apontam para uma comunidade cultivável distinta/particular na microcamada superficial estuarina. ABSTRACT: The sea surface microlayer (SML) is an unique ecosystem, defined as the interfacial film (uppermost 1–1000 μm) between the atmosphere and the ocean. Thereby, it is exposed to high intensities of solar radiation, and is enriched with organic compounds and pollutants from anthropogenic inputs. Also it is subjected to unstable temperature and salinity conditions. Thus, it is proper to hypothesize that the SML is inhabited by distinct and specialized microbial communities. Only a few studies on this topic were published and results wee frequently divergent. Despite the previously recognized biases introduced by culture-dependent methodologies, such techniques remain essential to understand bacterial population’s physiology and ecology. Estuaries are confined and frequently highly polluted environments, which probably favor the formation of distinct surface layers clearly distinct from underlying waters. Therefore, our goal was to compare the culturable bacterial communities occurring in SML and underlying waters (UW). Our work concerned three sampling sites in the estuary Ria de Aveiro, corresponding to different environmental parameters and exposure to pollutants. Sampling was conducted using the so-called ‘Glass-Plate’ method. The UW samples were collected directly into a sterilized glass bottle from a depth of approximately 0.4 m. Samples were obtained at low-tide, during day and night, in five campaigns, regarding the CFU (Colony Forming Units) quantification and subsequent recovery of bacterial isolates. For these purposes we used two culture media: GSP (Pseudomonas Aeromonas Selective Agar Base) and EA (Estuarine Agar). CFU quantification indicates that bacterioneuston is about three times more abundant than bacterioplankton. Generally bacterioneuston abundance decreases from day to night while bacterioplankton usually increases during the same period. From all the obtained isolates the 16S rDNA was amplified using universal primers and digested with the enzyme HaeIII. The profiles were analyzed using the software GelCompar and representatives of each pattern were selected for sequencing. From 402 isolates, 72 different profiles were identified. From those 21 profiles were exclusive from SML samples and 28 were exclusive from UW samples. Sequencing results allowed identifying bacteria belonging to 5 different Phyla: Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Firmicutes and Deinococci-Thermus; and 9 Classes: Gammaproteobacteria, Alphaproteobacteria, Betaproteobacteria, Epsilonproteobacteria, Actinobacteria, Flavobacteria, Sphingobacteria, Deinococci e Bacilli. Isolates affiliated with sequences from aquatic environments as well as highly contaminated areas. The results point to a distinct/particular culturable community within the SML of this estuarine environment. Mestrado em Microbiologia
Document Type Master Thesis
Language English
Advisor(s) Henriques, Isabel da Silva
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