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dc.creatorSantos Júnior, Célio Dias
dc.date.accessioned2019-01-17T17:00:18Z
dc.date.available2019-01-17T17:00:18Z
dc.date.issued2018-12-14
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10841
dc.description.abstractMicrobes from Amazon river basin represent an unexplored biodiversity, with a huge metabolic potential. This ecosystem receives large amounts of terrestrial organic matter (OM), which promotes heterotrophic microbial growth. Microbial populations have been exposed for millennia to a complex OM derived from plants, and these communities must have developed metabolic pathways to degrade it. In the present work, 106 metagenomes from 30 sampling stations of rivers and lakes of the Amazon river basin were analyzed, covering the freshwater and coastal ocean areas. Using the gold standard techniques for assembly and gene prediction, the first gene catalog of freshwater microorganisms was generated, containing more than 3.7 million non-redundant genes, predominantly those of bacterial origin (35.73%). The present work comprises the hugest biodiversity ever sampled in Amazon river until now. As an auxiliary system, the AGSSY program was created to assist in the data mining of this catalog, proving to be fast and efficient in this process. The analysis of k-mers diversity suggests that these genes originate from local evolutionary processes. In addition, there is a stratification of the OM processing in the water column, possibly regulated by a sophisticated system of alternative carbon sources use, mainly based on tricarboxylates. The spatial structure of the OM processing genes suggests a zonation of lignin, cellulose and hemicellulose degradation. Using hybrid binning methods, taking into account contigs composition and abundance, it was possible to reconstruct 51 non-redundant population genomes. Through the analysis of them, it was possible to verify abundant endemic species belonging to Bacteria and Archaea, with a predominance of the Proteobacterium phylum (39%). Population genome analyzes, together with the gene catalog data, suggest a sophisticated priming model for the degradation of terrestrial OM in the Amazon River. Such a model would be based on the retroinhibition undergone by organisms that oxidize lignin, and in a community of microorganisms using alternative carbon sources that blocks this effect.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectRio Amazonaspor
dc.subjectGenoma populacionalpor
dc.subjectMetagenomapor
dc.subjectCatálogo de genespor
dc.subjectEfeito primingpor
dc.subjectDegradação de matéria orgânica terrestrepor
dc.subjectAmazon Rivereng
dc.subjectPopulation genomeseng
dc.subjectMetagenomeseng
dc.subjectGene catalogueeng
dc.subjectPriming effecteng
dc.subjectTerrestrial organic matter degradation.eng
dc.titleDegradação de matéria orgânica terrestre por microrganismos do rio Amazonas – Metagenômica e genômica populacionalpor
dc.title.alternativeOrganic matter degradation by microorganisms from Amazon river: metagenomics and population genomeseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Silva, Flávio Henrique da
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1757309852446263por
dc.contributor.advisor-co1Logares, Ramiro
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5945110773903442por
dc.description.resumoOs micróbios da bacia do rio Amazonas representam uma biodiversidade inexplorada, com grande potencial metabólico. Este ecossistema recebe grandes quantidades de matéria orgânica (organic matter, OM) terrestre, o que promove o crescimento microbiano heterotrófico. Populações microbianas foram expostas durante milênios a uma OM complexa derivada de plantas, e essas comunidades devem ter desenvolvido vias metabólicas para degradá-la. No presente trabalho, foram analisados 106 metagenomas provenientes de 30 estações de amostragem de rios e lagos da bacia Amazônica, cobrindo as zonas de água doce e costeira. Utilizando-se as técnicas padrão ouro para montagem e predição gênica, foi gerado o primeiro catálogo de genes de microrganismos de água doce, contendo mais de 3,7 milhões de genes não redundantes, com predominância daqueles de origem bacteriana (35,73%). Este estudo compreendeu até então a maior biodiversidade de microrganismos aquáticos amostrados no rio Amazonas. Como um sistema auxiliar, foi criado o programa AGSSY que auxilia na mineração de dados deste catálogo, mostrando-se rápido e eficiente neste processo. A análise de diversidade dos k-mers sugere que esses genes tem origem a partir de processos evolutivos locais. Além disso, há uma estratificação do processamento da OM na coluna de água, possivelmente regulada por um sistema sofisticado de uso alternativo de fontes de carbono, principalmente baseado em tricarboxilatos. A estrutura espacial dos genes de processamento de OM sugere uma substituição dos metabolismos de lignina e hemi-celulose, pelo metabolismo de celulose no oceano. Utilizando-se os métodos de binning híbridos, levando em conta composição e abundância dos contigs foi possível a reconstrução de 51 genomas populacionais não-redundantes. Por meio da análise destes, foi possível verificar espécies endêmicas abundantes pertencentes a Bactérias e Arquéias, com um predomínio do filo Proteobactéria (39%). Análises dos genomas populacionais, em conjunto com os dados do catálogo de genes, sugerem um sofisticado modelo de priming para a degradação de OM terrestre no rio Amazonas. Tal modelo seria baseado na retroinibição sofrida pelos organismos que oxidam a lignina, e numa comunidade de microrganismos utilizadores de fontes alternativas de carbono, que bloqueiam este efeito.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Genética Evolutiva e Biologia Molecularpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOLOGIA MOLECULARpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA::BIOQUIMICA DOS MICROORGANISMOSpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICApor
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: 88881.131637/2016-01por
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 141112/2016-6por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor


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