ECOLOGÍA MICROBIANA DEL SUELO: ANÁLISIS DE REDES SOBRE DATOS METAGENÓMICOS

ORLOWSKI J.F.; SORIA M.A.

Capital Federal

Congreso; III Congreso de Microbiología Agrícola y Ambiental; 2015

Asociación Argentina de Microbiología (AAM)

P { margin-bottom: 0.21cm; }ECOLOGÍA MICROBIANA DEL SUELO: ANÁLISIS DE REDES SOBRE DATOSMETAGENÓMICOSOrlowski J.F., Soria M.A.Cátedra de Microbiología Agrícola. FAUBA-UBA/INBA-CONICET. Buenos Aires. ArgentinaEl estudio de las comunidades microbianas utilizando datos de secuenciación de alto rendimientopermite descubrir patrones ocultos en la diversidad suelo. Una alternativa a los estudios de alfa ybeta diversidad es determinar la co-ocurrencia de taxones bacterianos a través de diferentes tipos desuelos mediante el análisis de redes.Se realizó un análisis de datos metagenómicos provenientes de seis estudios en los que se usó el gen16S ARNr como marcador de la diversidad bacteriana en suelos. El conjunto de datos constó de 218muestras de seis ambientes diferentes: suelos cultivables, praderas, arbustales y bosques mixtos,tropicales y de coníferas. Luego del filtrado y normalización de los datos se realizó una rarefaccióna 8oo secuencias por muestra. El conjunto de datos final constó de 96 taxones a nivel de familia y202 muestras. Con estos datos se construyeron matrices de similitud por taxones, una para cadaestudio. Luego se aplicó el método ?Similarity Fusion Matrix? (SFM) para obtener una red de co-ocurrencia consenso. Este procedimiento redujo el sesgo que se introduce en los análisismetagenómicos que utilizan técnicas de secuenciación. La red permitió visualizar como seagruparon los taxones con mayor frecuencia de co-ocurrencia. Finalmente, para confirmar losagrupamientos se aplicó el algoritmo ?fast-greedy community?, un método específico paradescubrimiento de conglomerados dentro de redes. Para validar estos resultados se utilizaron testsde permutaciones.El patrón de relaciones entre los taxones de la red mostró semejanzas con el observado típicamenteen redes biológicas y sociales, donde la mayoría de los nodos (taxones) tienen pocas conexiones(co-ocurrencias), mientras que los nodos más conectados son poco frecuentes. Se detectaron cincocomunidades de familias bacterianas en el grafo. Cuatro de las comunidades estuvieron formadasmayoritariamente por bacterias Gram -, solo una presentó proporciones similares de miembrosGram + y Gram -. En las comunidades el tipo de metabolismo más frecuente fue el aerobio, perotambién hubo presencia de facultativos, microaerófilos, y anaerobios. Con respecto a la respuesta ala temperatrura, la mayoría de las familias encontradas fueron mesófilas. En el 80% de lascomunidades también hubo presencia de psicrófilos y termófilos (15-40%). Esto sugeriría que endiversos ambientes coexisten microorganismos con diferentes estrategias de adaptación a latemperatura. Un patrón similar se observó con respecto al pH, co-ocurriendo microrganismosacidófilos, neutrófilos y alcalófilos; lo que podría explicarse por micrositios en el suelo.Este trabajo muestra la utilidad de las técnicas de grafos aplicadas al meta-análisis de estudios dediversidad microbiana en el que se involucran grandes volúmenes de datos metagenómicos.