Caracterização da microbiota intestinal de Arctocephalus australis, Arctocephalus tropicalis e Spheniscus magellanicus

Abstract

A microbiota intestinal pode ser composta por organismos procarióticos, eucarióticos e vírus. Esta microbiota é adquirida durante o desenvolvimento de seu hospedeiro. A composição da microbiota intestinal pode proporcionar informações sobre o modo de vida dos hospedeiros, a alimentação, os parasitas e períodos com restrição de alimentos. Até o momento, poucos estudos avaliaram a microbiota intestinal de animais selvagens relacionando a idade e sexo em suas condições naturais. Sendo assim, o presente trabalho teve como objetivo gerar dados sobre a microbiota intestinal de animais selvagens recolhidos ao longo do litoral do Rio Grande do Sul. Esta tese apresenta dois capítulos em forma de artigos, sendo o primeiro a avalição da microbiota eucariótica intestinal de lobo-marinho-sulamericano (Arctocephalus australis) e lobo-marinho-subantártico (Arctocephalus tropicalis). Para tanto, cinco as amostras de fezes de lobo-marinho-sul-americano (n = 2) (A. australis) e lobo-marinho-subantártico (n = 3) (A. tropicalis) foram submetidas à extração de DNA. O DNA extraído das amostras foi analisado por meio do sequenciamento parcial do gene de 18S rRNA utilizando a plataforma de alto desempenho Ion Torrent PGM. Os resultados mostraram que a microbiota eucariótica presente nas fezes dos lobos-marinhos era dominado pelo filo Chordata (51,28%) seguido por Nematoda (23,93%) e Platyhelminthes (11,74%). No geral, foi verificado que as comunidades eucarióticas encontradas eram heterogêneas entre os animais. O segundo capítulo, investiga a microbiota bacteriana presente na cloaca do pinguim-de-Magalhães (Spheniscus magellanicus). As amostras foram coletadas com suabes cloacaes de 20 pinguim-de-Magalhães (S. magellanicus). As amostras dos pinguins foram divididas em seis pools de DNA, subsequentemente dividos em dois grupos de animais classificados como sub-condicionados (3 pools de DNA) e como caquéticos (3 pools de DNA) conforme suas massas corpóreas. As amostras de DNA do pinguim-de-Magalhães foram submetidas ao sequenciamento parcial do gene de 16S rRNA na plataforma Illumina MiSeq. Os resultados revelaram que o filo Proteobacteria era predominante em ambos os grupos de pinguins subcondicionados e caquéticos (53.70% e 44.70%), seguido por Firmicutes (16.30% e 23.70%) e Bacteroidetes (17.20% e 16.30%), Actinobacteria (9.10% e 9.80%), respectivamente. Os resultados não mostraram diferenças significativas entre ambos os grupos. O perfil metabólico apresentou como as vias mais proeminentes em ambos os grupos: a biossíntese aminoácidos (19.76% e 19.90%), carboidratos (19.04% e 18.99%), metabolismos de cofatores e vitaminas (13.80% e 13.50%) metabolismo energético (12.82 e 12.97%), porém não foram verificadas diferenças significativas entre os dois grupos avaliados. Esta pesquisa forneceu informações para futuros trabalhos sobre a microbiota eucariótica e procariótica nesses hospedeiros. Além disso, identificaram-se complexas comunidades de habitantes do intestino tanto de lobos-marinhos quanto de pinguins selvagens, este estudo também forneceu o primeiro relato sobre a comunidade bacteriana presente na cloaca de pinguins de Magalhães durante o período migração, coletados ao longo da costa norte do Rio Grande do Sul, Brasil.

The intestinal microbiota may be composed of prokaryotic and eukaryotic organisms. This microbiota is acquired during the development of its host. The composition of the intestinal microbiota may provide information on host lifestyles, diet, parasites and periods with restricted food. Yet, few studies have evaluated the intestinal microbiota of wild animals in their natural conditions. Therefore, the present work had as aim to generate data on the intestinal microbiota of wild animals collected along the coast of Rio Grande do Sul. This thesis presents two chapters in the form of articles, in the first, evaluated the intestinal eukaryotic microbiota in South American fur seals (Arctocephalus australis) and and Subantarctic fur seals (Arctocephalus tropicalis) and the in the second, evaluated the bacterial microbiota present in the cloaca of the Magellanic Penguin (Spheniscus magellanicus). In chapter one, samples of South American fur seals (n = 2) (A. australis) and Subantarctic fur seals (A. tropicalis) were submitted to DNA extraction. The DNA extracted from the samples was analyzed by the partial sequencing of the 18S rRNA gene using Highthroughput sequencing technology of Ion Torrent PGM. The results showed that the eukaryotic microbiota present in fur seals were dominated by the Chordata phylum 51.28% followed by Nematoda 23.93%, Platyhelminthes 11.74%. Overall, the eukaryotic communities found were heterogeneous among the animals. In chapter two, were evaluated 20 cloacal swabs of 20 Magellanic penguins. Penguins samples were divided into six pools of DNA, subsequently divided into two animal groups classified as under-conditioned (3 pools of DNA) and emaciated (3 pools of DNA) according of body weight. Magellanic penguins DNA samples were submitted to sequencing of the 16S rRNA gene by Illumina MiSeq. The results from sequencing of the cloacal microbiota revealed that the phylum Proteobacteria was dominant in both groups of under-conditioned and emaciated penguins (53.70% and 44.70%), followed by Firmicutes (16.30% and 23.70% ) and Bacteroidetes (17.20% and 16.30%), Actinobacteria (9.10% and 9.80%), respectively. The results showed not significant differences between both groups. The metabolic profile presented as the most prominent pathways in both groups: amino acid biosynthesis (19.76% and 19.90%), carbohydrates (19.04% and 18.99%), metabolism of cofactors and vitamins (13.80% and 13.50%) energy metabolism (12.82 and 12.97%), however there were no significant differences observed between the two groups evaluated. This research provided information for future work on the eukaryotic and prokaryotic microbiota in these hosts. In addition, it identified complex communities inhabiting the gut of both sea lions and wild penguins, and this study provided the first report on the bacterial community present in Magellanic penguins during the migration period.