Caracterização do microbioma e do potencial multitolerante de bactérias associadas a brânquias e intestino de duas espécies de peixes detritívoros do Rio São Francisco.

Abstract

Comunidades microbianas altamente diversificadas integram a microbiota dos peixes, onde desempenham funções metabólicas essenciais à saúde dos hospedeiros. O perfil taxonômico e metabólico da microbiota dos teleósteos exibe associação com a filogenia, idade, dieta do hospedeiro e com as condições físico-químicas do seu habitat. A poluição e o estresse ambiental podem induzir alterações na estrutura das comunidades microbianas associadas aos peixes, podendo afetar negativamente as interações microbiota-hospedeiro. Estudos têm demonstrado que alterações do perfil da microbiota induzidas por contaminantes ambientais tem influenciado fortemente no declínio da ictiofauna. O objetivo deste estudo foi caracterizar e comparar a diversidade bacteriana associada à microbiota branquial e intestinal de Prochilodus argenteus e Rhinelepis aspera recrutados no médio rio São Francisco e em tanque de cultivo. As comunidades bacterianas associadas às espécies e tecidos (brânquias e intestino) nos diferentes ambientes foram caracterizadas por meio do sequenciamento de alto rendimento do gene rRNA 16S. Adicionalmente, foram realizados ensaios de tolerância com 277 isolados bacterianos da microbiota cultivável, obtidos dos mesmos tecidos dos animais do rio São Francisco e do tanque de cultivo. Estes microorganismos foram expostos a diferentes doses de metais (Cr, Cd, Ni, Cu, e Pb), NaCl e variações de pH, além da capacidade de formarem biofilme. O perfil taxonômico revelado pela análise metagenômica indicou grande diversidade bacteriana associada às vísceras dos peixes, composta por 33 filos, 61 classes, 133 ordens, 220 famílias e 295 gêneros. Em comum, a microbiota de P. argenteus e R. aspera foi majoritariamente composta pelos filos Proteobacteria e Fusobacteriota. As análises dos índices de diversidade α (Shanon e Simpson) e de dissimilaridade, estabelecida pela distância Unifrac ponderada, indicaram que a estrutura e diversidade microbiana foram fortemente influenciadas pelo ambiente, sem efeito significativo relacionado à espécie e tecidos viscerais. A diversidade bacteriana foi drasticamente reduzida na microbiota dos peixes mantidos em cativeiro comparado aos peixes selvagens. A ocorrência simpátrica das espécies aliada a convergência ecológica iliófaga pode ter exercido influência no aumento da convergência microbiana interespecífica na microbiota dos peixes selvagens, que ainda assim, mostrou-se distinta observada o expressivo número de táxons únicos nos diferentes tecidos. Um conjunto de filótipos bacterianos, entre eles, Cetobacterium_A, Aeromonas, Plesiomonas, Bacteroides, Pseudomonas_E, Shewanella e Edwardsiella prevaleceram em abundância variável e compartilhada em peixes selvagens e cultivados nos diferentes tecidos corporais, sugerindo serem constitutivos autóctones de um microbioma central. A microbiota cultivável isolada dos tecidos de animais de ambos os ambientes apresentou elevada tolerância ao chumbo. A identificação de bactérias multiressistentes a metais pesados realizada com base no gene 16S rRNA, indicou a presença de bactérias com potencial biotecnológico e biorremediador como Bacillus sp. e Anoxybacillus sp., e potenciais patógenos como Plesiomonas sp., Aeromonas sp., Klebisiella sp. e Serratia sp. Nossos dados de maneira conjunta, fornece informações inéditas sobre os microbiomas associados a brânquias e intestino de P. argenteus e R. aspera selvagens e aponta uma redução drástica das comunidades bacterianas induzida pelo estresse ambiental do confinamento, que poderá refletir adversamente na saúde animal e acarretar prejuízos à aquicultura. Futuramente, sugerimos caracterizar os microbiomas destas espécies procedentes de um ambiente aquático não impactado por pressões antrópicas, além de ensaios adicionais com a microbiota cultivável isolada neste estudo, para investigar o potencial biotecnológico destes microrganismos.