Diversidad procariota en suelos hipersalinos del Paraje Natural de las Marismas del Odiel

Abstract

La presente Tesis Doctoral se ha centrado en el estudio de la diversidad procariota de ambientes hipersalinos terrestres a través de dos enfoques: dependiente e independiente de cultivo. En concreto, se han estudiado suelos hipersalinos del Paraje Natural de las Marismas del Odiel (Huelva). Con esta combinación de metodologías se han contrastado las diferencias y semejanzas en la biodiversidad obtenida en dicho hábitat extremo al estudiar las mismas muestras mediante dos técnicas alternativas. Para la realización de este estudio, se han obtenido un total de 26 muestras a lo largo de tres años consecutivos. El análisis de los parámetros fisicoquímicos de dichos suelos ha puesto de manifiesto que: (i) la conductividad eléctrica indica que los suelos son salinos; (ii) la concentración de ciertos metales pesados está por encima de los límites para suelos no contaminados por dichos metales pesados. Con respecta al análisis independiente de cultivo, se han secuenciado 18 metagenomas shotgun cuyos perfiles taxonómicos muestran unas proporciones similares entre los dominios Archaea y Bacteria. Destacan los filos “Euryarchaeota”, Pseudomonadota, Bacteroidota, Gemmatimonadota y Balneolota. Este análisis ha mostrado semejanzas con otros ambientes terrestres hipersalinos, mientras que los habitantes mayoritarios en hábitats acuáticos hipersalinos no se encuentran representadas en estos ambientes terrestres. Con respecto al análisis funcional de los metagenomas, se observó una abundancia de genes relacionados con el transporte de metales pesados. Dada la elevada salinidad de las muestras, se han estudiado las estrategias de osmoadaptación, observándose que los representantes del filo de arqueas “Euryarchaeota” poseen la estrategia salt-in, mientras que la población bacteriana presenta tanto este mecanismo, como la estrategia salt-out. También se han detectado genes relacionados con la biosíntesis de los solutos compatibles. A partir de los metagenomas se han reconstruido > 4.000 bins, de los cuales tan solo 11 poseen una calidad alta. Dada la elevada calidad de los parámetros genómicos de este grupo y el hecho de que muchos de ellos tan solo se puedan clasificar taxonómicamente a nivel de filo, indica que nos encontramos ante genomas de taxones no descritos. En segundo lugar, se han estudiado 14 muestras mediante técnicas dependientes de cultivo utilizando distintas condiciones y medios de cultivo. En total, se han aislado unas 4.000 cepas, de las que se han identificado 549 cepas, asignándose a los filos Actinomycetota, Balneolota y Pseudomonadota y “Euryarchaeota”, los cuales se corresponden con los identificados mediante metagenómica. No obstante, Bacillota fue el segundo filo con mayor número de aislados, mientras que en los metagenomas se encontraba como un grupo minoritario. Los porcentajes de identidad de 60 de dichas cepas indicaban que podrían constituir nuevos taxones. Algunas se han seleccionado para un estudio detallado, describiéndose cuatro especies y un género nuevos, Terrihalobacillus insolitus gen. nov., sp. nov., Pseudidiomarina terrestris sp. nov., Aquibacillus salsiterrae sp. nov. y Fodinibius salsisoli sp. nov., y se han reclasificado las especies del género Aliifodinibius dentro de Fodinibius. Por otro lado, se ha anotado la presencia de rutas de biosíntesis de vitaminas, así como mecanismos de adaptación a los metales pesados y la elevada salinidad. El análisis de la distribución ecológica de los nuevos taxones, excepto Fodinibius, indica que se trata de microbiota minoritaria en los ambientes hipersalinos. En definitiva, la diversidad procariota presente en los suelos hipersalinos del Paraje Natural de las Marismas del Odiel es tan variada que es necesario utilizar conjuntamente las técnicas dependientes e independientes de cultivo. Asimismo, nuestro estudio muestra que muchos de los taxones que habitan estos ambientes extremos no se han descrito anteriormente, y que algunos presentan funciones de gran relevancia.