Registros de bacterias encontradas en diferentes sistemas acuáticos de Colombia

Study Extent

El proyecto abarca el muestreo de sistemas acuáticos en Colombia y Brasil. En el caso de Colombia, se pretende visitar al menos 35 sistemas acuáticos ubicados a lo largo de un gradiente altitudinal. Los datos proporcionados en este recurso, corresponden a 48 muestras tomadas en 18 sistemas acuáticos, ubicados en los departamentos de Boyacá, Cundinamarca y Antioquia, Bolívar, Huila y Tolima. Este muestreo se llevó a cabo entre octubre de 2021 y junio de 2022. La colecta se enfocó en capturar la diversidad de las comunidades bacterianas pelágicas.

Sampling

En cada punto de muestreo se colectaron 2 litros de agua superficial. Simultáneamente, en cada punto de muestreo se midió un conjunto de parámetros limnológicos utilizando una sonda multiparamétrica (Temperatura, oxígeno, conductividad, concentración de sólidos disueltos, pH y potencial redox), se determinó la transparencia del agua a partir de la profundidad del disco de Secchi, se midió la concentración de clorofila a, mediante técnicas espectrofotométricas estándar (APHA, 1982). La profundidad de la zona eufótica (Zeu, profundidad a la que la luz es el 1 % de la luz subsuperficial) se derivó de las estimaciones del coeficiente de atenuación vertical de la luz. Una vez en el laboratorio, se filtraron las muestras de agua con el fin de concentrar el bacterioplancton en membranas (0,22 micras de tamaño de poro). Posteriormente, a partir de los filtros se extrajo el ADN bacteriano para la secuenciación de amplicones del gen 16S rRNA (región V3-V4), utilizando la plataforma Illumina MiSeq2000. Extracción y secuenciación del ADN: El ADN se extrajo con el kit de extracción Powerwater (Mobio), según las recomendaciones del Earth Microbiome Project (Thompson et al, 2017). El ADN metagenómico se cuantificó con un fluorímetro Qubit y, su calidad se evaluó mediante la absorbancia con un espectrofotómetro nanodrop. El ADN se enviará a instalaciones de secuenciación subcontratadas. Para la secuenciación de amplicones del gen 16S rRNA (región V3-V4), se analizarán hasta 96 muestras en la plataforma Illumina MiSeq2000, utilizando un enfoque de fin de par (Caporaso et al, 2012). El procesamiento bioinformático de los archivos de salida de MiSeq se realizará en servidores locales, utilizando un flujo de trabajo Dada2 (Callahan et al, 2016) y la taxonomía asignada para la clasificación con el RDP (Cole et al, 2014), SILVA (Quast et al, 2013) y las bases de datos GreenGenes (McDonald et al, 2012). Herramientas de análisis comunitario disponibles en R (R Core Team, 2013).

Method steps

1. Toma de muestras de agua: Se colectaron 2 litros de agua, a 50cm de la superficie del agua, en la zona limnética de cada sistema. El agua se colectó en recipientes plásticos previamente purgados con agua del lugar. El número de puntos muestreados por sistema, dependió de su heterogeneidad, en relación con el tamaño y la morfometría.
2. Concentración de la biomasa bacteriana a partir de las muestras de agua: Las muestras de agua fueron filtradas con el fin de concentrar la biomasa bacteriana. Este procedimiento se llevó a cabo en las siguientes 12 horas luego de la colección de la muestra.
3. Se filtró al vacío, a través de filtros de membrana de 0.22uM de poro y 47mm de diámetro, referencia GVWP04700 (Merck). Para cada muestra, se filtraron dos réplicas, el volumen de agua filtrada varió en cada caso dependiendo de la turbidez del agua. Para todas las muestras se filtró agua hasta saturar la membrana. Cada filtro se guardó en un tubo eppendorf de 2ml, que se identificó con un código y se almacenó a -20ºC hasta su análisis posterior.
4. Extracción de ADN: La extracción de ADN de las muestras de agua se realizó utilizando el Kit DNeasy® PowerWater® de QIAGEN siguiendo las instrucciones del fabricante. Se verificó la extracción haciendo electroforesis en gel al 1% de agarosa y sembrando 3 μL de ADN, 2 μL de H2O y 2 μL del Buffer de carga “Blue Juice” en cada pozo.
5. Además, se midió la concentración del ADN extraído, la relación 260/280 y relación 260/230 para verificar la calidad del mismo.
6. Una vez realizada la extracción de ADN, el producto de extracción se secó y se envió a secuenciar.
7. Secuenciación del ADN: Para la secuenciación de amplicones del gen 16S rRNA (región V3-V4), se analizarán hasta 96 muestras en la plataforma Illumina MiSeq2000, utilizando la metodología propuesta por Caporaso et al, 2012.
8. El procesamiento bioinformático de los archivos de salida de MiSeq se realizará en servidores locales, utilizando un flujo de trabajo Dada2 (Callahan et al, 2016) y la taxonomía asignada para la clasificación contra el RDP (Cole et al, 2014), SILVA (Quast et al, 2013) y las bases de datos GreenGenes (McDonald et al, 2012). Herramientas de análisis comunitario disponibles en R (R Core Team, 2013).

Se presentan 2268 registros que comprenden 31 filos, 45 clases y 91 ordenes. Dentro de estos, el rango taxonómico más especifico fue el nivel de género, en el cual se lograron identificar 196 géneros diferentes. El género con mayor número de registros fue Polynucleobacter (67 registros) seguido de Limnohabitans (59 registros), Cyanobium (51 registros), Methylocystis (48 registros) y Mycobacterium (46 registros).

1. Bacteroidota
   rank: phylum
2. Bdellovibrionota
   rank: phylum
3. Campylobacterota
   rank: phylum
4. Candidatus Moranbacteria
   rank: phylum
5. Candidatus Patescibacteria
   rank: phylum
6. Chlamydiota
   rank: phylum
7. Chloroflexi
   rank: phylum
8. Chloroflexota
   rank: phylum
9. Cyanobacteria
   rank: phylum
10. Deinococcota
    rank: phylum
11. Dependentiae
    rank: phylum
12. Desulfobacterota
    rank: phylum
13. Elusimicrobiota
    rank: phylum
14. Firmicutes
    rank: phylum
15. Firmicutes_A
    rank: phylum
16. Firmicutes_C
    rank: phylum
17. Fusobacteriota
    rank: phylum
18. Gemmatimonadota
    rank: phylum
19. Latescibacterota
    rank: phylum
20. Methylomirabilota
    rank: phylum
21. Myxococcota
    rank: phylum
22. Nitrospirota
    rank: phylum
23. Patescibacteria
    rank: phylum
24. Planctomycetota
    rank: phylum
25. Proteobacteria
    rank: phylum
26. Verrucomicrobiota
    rank: phylum

Gradiente altitudinal que abarca municipios en los departamentos de Boyacá, Cundinamarca, Antioquia, Bolívar, Huila y Tolima