Estudio metagenómico de muestras de agua superficial y de sedimento procedentes de la laguna hipersalina de Pétrola (Albacete)

Abstract

La finalidad de este trabajo ha sido caracterizar desde un punto de vista microbiológico la laguna hipersalina de la región de Pétrola. Para ello se extrajo el ADN total de muestras de agua y sedimento de siete puntos representativos de la laguna y se secuenció el gen que codifica para 16S rRNA con la tecnología de secuenciación masiva Ilumina. El análisis bioinformático para el tratamiento de las secuencias y la asignación taxonómica se llevó a cabo gracias a la herramienta QIIME2. Para llevar a cabo este proceso fue necesario el uso de una supercomputadora. La obtención de la diversidad alfa y beta, y el análisis estadístico de abundancia diferencial fueron llevados a cabo con el software R y los paquetes vegan y DESeq2. También se ha realizado un análisis comparando los resultados obtenidos con 5 estudios de varias lagunas con diferentes salinidades. Respecto a la diversidad alfa se ha podido observar la diferencia de diversidad que existe entre las muestras de agua y sedimento, siendo los sedimentos mucho más ricos en diversidad que las aguas. La diversidad beta mostro como tres muestras de tres puntos (dos de sedimento y una de agua) diferían respecto del resto de muestras debido a las características de la laguna y a la localización geográfica de estos puntos. El análisis de abundancia diferencial ha mostrado que existen organismos que tienen una mayor predisposición a crecer en ambientes acuáticos. El estudio comparativo con los artículos ha mostrado que las aguas de la laguna tienen una gran riqueza microbiológica.

La finalitat d'aquest treball ha estat caracteritzar des d'un punt de vista microbiològic la llacuna hipersalina de la regió de Pétrola. Per a això es va extreure l'ADN total de mostres d'aigua i sediment de set punts representatius de la llacuna i es va seqüenciar el gen que codifica per 16S rRNA amb la tecnologia de seqüenciació massiva Il·lumina. L'anàlisi bioinformàtica per al tractament de les seqüències i l'assignació taxonòmica es va dur a terme gràcies a l'eina QIIME2. Per dur a terme aquest procés va ser necessari l'ús d'una supercomputadora. L'obtenció de la diversitat alfa i beta, i l'anàlisi estadística d'abundància diferencial van ser duts a terme amb el programari R i els paquets vegan i DESeq2. També s'ha realitzat una anàlisi comparant els resultats obtinguts amb 5 estudis de diverses llacunes amb diferents salinitats. Respecte a la diversitat alfa s'ha pogut observar la diferència de diversitat que hi ha entre les mostres d'aigua i sediment, sent els sediments molt més rics en diversitat que les aigües. La diversitat beta mostrar com tres mostres de tres punts (dos de sediment i una d'aigua) diferien respecte de la resta de mostres causa de les característiques de la llacuna i la localització geogràfica d'aquests punts. L'anàlisi d'abundància diferencial ha mostrat que hi ha organismes que tenen una major predisposició a créixer en ambients aquàtics. L'estudi comparatiu amb els articles ha mostrat que les aigües de la llacuna tenen una gran riquesa microbiològica.

The purpose of this work has been to characterize the hypersaline lagoon of the region of Pétrola from a microbiological point of view. For this, the total DNA was extracted from water and sediment samples from seven representative points of the lagoon and the gene coding for 16S rRNA was sequenced with the Ilumina massive sequencing technology. The bioinformatic analysis for the treatment of the sequences and the taxonomic assignment was carried out with QIIME2 tool. To carry out this process it was necessary to use a supercomputer. The obtaining of alpha and beta diversity, and the statistical analysis of differential abundance was carried out with the software R. An analysis was also carried out comparing the results obtained with 5 studies of several lagoons with different salinities. Regarding alpha diversity, it has been possible to observe the difference in diversity that exists between water and sediment samples, with sediments being much richer in microbial diversity than water. The beta diversity has shown that three samples of three points (two sediment and one water) differed with respect to the rest of the samples due to the characteristics of the lagoon and the geographical location of these points. The analysis of differential abundance has shown that there are organisms that have a greater predisposition to grow in aquatic environments. The comparative study with the articles has shown that the waters of the lagoon have a great microbiological richness.