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 Comunidades bacterianas estuarinas: diversidade filogenética e resistência a ß-lactâmicos
Please use this identifier to cite or link to this item http://hdl.handle.net/10773/4737

title: Comunidades bacterianas estuarinas: diversidade filogenética e resistência a ß-lactâmicos
authors: Henriques, Isabel da Silva
advisors: Correia, António Carlos Matias
Félix Saavedra, Maria José
keywords: Microbiologia
Comunidades microbiológicas
Filogenia
Antibióticos
Bacterioplâncton
issue date: 2006
publisher: Universidade de Aveiro
abstract: As comunidades microbianas são extremamente complexas, estruturadas e compostas por microrganismos com características grandemente diversificadas. Estudos recentes permitiram esclarecer que a maioria dos microrganismos que constituem estas comunidades não são cultiváveis em condições laboratoriais. Por outro lado a possibilidade da definição de taxa com base em aspectos moleculares permitiu a construção de árvores filogenéticas que englobam e relacionam todos os microrganismos inclusivamente os não-cultiváveis. Estes conhecimentos constituíram a base para o desenvolvimento de novas técnicas de estudo de comunidades microbianas complexas, aplicáveis a diversos ambientes naturais. Neste trabalho foram usadas metodologias independentes do cultivo na caracterização da diversidade filogenética das comunidades de bacterioplâncton do estuário Ria de Aveiro. Estas comunidades apresentam, em termos de composição, consideráveis semelhanças com comunidades previamente caracterizadas, de outros sistemas costeiros e estuarinos, geograficamente distintos. Alterações profundas foram detectadas entre a zona marinha-salobra do estuário e a zona de água doce. Os grupos filogenéticos dominantes na secção marinha-salobra do estuário (Bacteroidetes, a-Proteobacteria e g-Proteobacteria) são substituídos por Bacteroidetes, b-Proteobacteria, d-Proteobacteria e e- Proteobacteria na secção do estuário com salinidade próxima de zero. Foram também detectadas alterações sazonais. Verificou-se que as variações de salinidade e temperatura são responsáveis por uma parcela considerável das alterações detectadas na composição das comunidades bacterianas ao longo do gradiente estuarino. Foram também aplicadas metodologias não dependentes do cultivo para aceder à diversidade de genes de resistência a antibióticos presentes neste estuário e que representam risco considerável em termos de saúde pública. Os métodos utilizados permitiram detectar uma elevada diversidade de sequências homólogas de genes que codificam b-lactamases de relevância clínica. A análise destas sequências sugere que este ambiente estuarino constitui um importante reservatório deste tipo de genes. Métodos baseados no cultivo de microrganismos foram utilizados no sentido de obter dados complementares e permitiram confirmar a ocorrência de blactamases neste estuário e também a prevalência de integrões. Os resultados obtidos durante este estudo evidenciam que os métodos baseados no cultivo não permitem aceder à totalidade do potencial genético de um ambiente natural e introduzem erros consideráveis neste tipo de análise. O estudo de comunidades bacterianas complexas deve, sempre que possível, combinar resultados obtidos através da utilização de vários métodos não dependentes do cultivo e métodos tradicionais baseados no cultivo dos microrganismos.

Prokaryotic communities are extremely complex and structured entities, composed by extremely abundant and diverse members. Recent advances such as the awareness of the existence of an unculturable prokaryotic majority, and growing progresses on taxonomy based on DNA sequences as well as the establishement of the sequence-based tree of life constituted the support for the development of novel culture-independent molecular techniques that offered new ways of studying microorganisms in diverse environments. In this study culture-independent approaches were applied to characterise the phylogenetic diversity of bacterioplankton communities from Ria de Aveiro. The molecular phylogenetic analysis revealed a prokaryotic diversity comparable to other geographical distinct coastal and estuarine environments previously studied. Compositional shifts within this community occurred essentially between the brackish and freshwater sections. Seasonally driven changes in microbial community in this estuary also occur. The dominant bacterial groups changed from Bacteroidetes, a-Proteobacteria and g- Proteobacteria in the marine-brackish section to Bacteroidetes, b- Proteobacteria, d-Proteobacteria and e-Proteobacteria in the freshwater section of the estuary. Results suggested that salinity and temperature fluctuations accounted for a significant amount of the phylogenetic variability detected along the estuarine gradient. Culture-independent methodologies were also applied to study the diversity of genetic molecular determinants of antibiotic resistance within this estuary, which potentially constitute a risk to human and ecological health. Sequences representing clinical relevant families of b-lactamases were detected in Ria de Aveiro. Most of the retrieved sequences were identical or very similar to b-lactamase gene sequences previously characterised from clinical isolates. Phylogenetic analysis suggests that this aquatic ecosystem is a reservoir of molecular diverse putative bla sequences. Culture-dependent approaches were applied to obtain complementary data on this subject. Considerable levels of prevalence and diversity of b-lactamase genes and integrons were confirmed to occur in Ria de Aveiro. This study reinforces the hypothesis that cultivation-dependent approaches are insufficiently adequate to study the phylogenetic and functional molecular diversities of bacterial communities from natural environments. Taken together obtained results suggested that, whenever possible, complex microbial communities should be studied by using a combination of different cultureindependent methodologies and, when necessary, cultivation-based methods must be applied to the same samples to obtain complementary data.
description: Doutoramento em Biologia
URI: http://hdl.handle.net/10773/4737
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UA - Teses de doutoramento
PT Mar - Dissertações de mestrado
Ria - Teses de doutoramento

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