Caratterizzazione del microbiota dei coralli e delle acque superficiali alle Maldive

Abstract

I coralli sono un gruppo complesso di invertebrati marini che ospitano sia alghe unicellulari che batteri. In questa tesi la composizione microbica, di diverse specie di coralli dell'arcipelago delle Maldive, è stata analizzata insieme a campioni di acque marine superficiali. In totale 26 coralli (24 Sclerattinie e 2 Gorgonie) sono stati campionati in diversi atolli (Malé, Ari e Rasdhoo) tra aprile e maggio 2022, a diverse profondità (da 3 a 25 m) e sono state raccolte e filtrate le acque superficiali da 9 siti. Il DNA è stato estratto da tutti i campioni e il protocollo è stato adattato per i coralli che presentano un esoscheletro duro. Successivamente sono state ottenute librerie di ampliconi, utilizzando dei primers, per il gene batterico 16S – rRNA, che hanno come target le regioni ipervariabili V4 - V5. Le librerie ottenute sono state sequenziate utilizzando la tecnologia Illumina (MiSeq), che ha permesso di ottenere informazioni filogenetiche fino al livello di genere. Sono stati ottenuti un totale di 1488 ASV (amplicon sequence variant). Nei coralli, la maggior parte degli eucarioti identificati erano dinoflagellati (80%). In generale, i generi batterici più abbondanti erano Synechococcus (> 3,4%), Pseudomonas (> 3,0 %), Curvibacter ( 2,2%), Sphingomonas (2,0 %) e Cyanobium (> 1,4%). È stato dimostrato che la composizione del microbiota è maggiormente influenzata dal genere di corallo ospite piuttosto che dall’area geografica o dalla profondità. Per la composizione dell'acqua di mare, tutti i campioni presentavano composizioni simili con i 5 batteri più comuni appartenenti ai generi SAR11 (clade II), Rhodobacteraceae (unclass), Gammaproteobacteria (SAR86), Marinimicrobia (SAR406) e Flavobacteriales (NS9). La composizione batterica dell'acqua di mare è diversa da quella dei coralli, il che suggerisce una selezione specifica da parte dell'ospite.

Corals are a complex group of marine invertebrates that host both unicellular algae and bacteria. In this thesis, the microbial composition in different species of corals from the Maldives archipelago, was analyzed together with samples from surface seawaters. In total, 26 corals (24 Scleractinians and 2 Gorgonians) were sampled across diverse Maldives atolls (Malé, Ari and Rasdhoo) during April-May 2022, at different profundity (3 to ~20 m) and surface waters from 9 sites were collected and filtered. The DNA was extracted for all samples and the protocol was adapted for corals presenting hard exoskeleton. Subsequent amplicon libraries were obtained using primers for bacterial 16S ribosomal RNA (rRNA) gene targeting the hypervariable regions V4 - V5. The obtained libraries were sequenced using Illumina technology (MiSeq), which allowed to obtain phylogenetic information up to the genus level. A total of 1488 ASVs (amplicon sequence variant) were obtained with a minority reported for archaea (46 ASVs) and for eukaryotes (42 ASVs). In corals, the majority of eukaryotes identified were dinoflagellates (~80 %). In general, the most abundant bacterial genera were Synechococcus (> 3,4%), Pseudomonas (> 3,0 %), Curvibacter ( 2,2%), Sphingomonas ( 2,0 %) and Cyanobium (> 1,4%). The distribution of bacterial genera was shown to be more strongly influenced by the host coral type rather than the geographic area or profundity (e.g., Reef Flat or Reef Deep). For the seawater composition, all samples presented similar compositions with the 5 most common belonging to the genera SAR11 (clade II), Rhodobacteraceae (unclass), Gammaproteobacteria (SAR86)), Marinimicrobia (SAR406) and Flavobacteriales (NS9). The bacterial composition of seawater was very different from those of corals, that suggest a special selection from the host.