Diversidade Filogenética da comunidade de microeucariotos planctônicos da planície de inundação do rio Araguaia por DNA metabarcode

dc.contributor.advisor-co1Nabout, João Carlos
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3335844675689429
dc.contributor.advisor1Soares, Thannya Nasciment
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5590256762396056
dc.contributor.referee1Soares, Thannya Nascimento
dc.contributor.referee2Nabout, João Carlos
dc.contributor.referee3Diniz Filho, José Alexandre Felizola
dc.contributor.referee4Machado, Karine Borges
dc.creatorJesus, Jocilaine Santos de
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/1366433800328348
dc.date.accessioned2024-12-18T13:02:37Z
dc.date.available2024-12-18T13:02:37Z
dc.date.issued2024-09-26
dc.description.abstractIntegrating phylogenetic and community ecology studies has proven highly effective in unraveling the ecological and evolutionary processes that shape biodiversity. In this context, combining eDNA metabarcoding with community phylogenetic analyses holds promise for describing patterns of community organization and assembly, providing more robust and informative estimates of diversity. This study aimed to investigate the phylogenetic diversity of the eukaryotic community captured by the 18S molecular marker in the Araguaia River floodplain, using the metabarcoding technique. Focusing on groups of photosynthetic planktonic microeukaryotes (PPME), we sought to understand how environmental and spatial factors influence the diversity and phylogenetic structure of these communities. To this end, water samples were collected from 140 lakes in the Araguaia River floodplain. Total DNA was extracted, and the V4 region of the 18S rRNA gene was amplified and sequenced on the Illumina MiSeq platform. Sequences were processed using the Pimba pipeline to obtain operational taxonomic units (OTUs). A total phylogeny was constructed with all OTUs obtained, and from this phylogeny, clades belonging to the PPME groups were selected to construct a second phylogeny focused solely on PPME. Phylogenetic diversity and structure were assessed for both phylogenies using Faith’s phylogenetic diversity (PD) index and the net relatedness index (NRI). The influence of environmental and spatial variables on phylogenetic diversity and structure was analyzed through partial redundancy analysis (pRDA) and variance partitioning. Phylogenetic beta diversity was estimated using the PhyloSor index and partitioned into nestedness and turnover, while its correlation with spatial and environmental factors was assessed with a partial Mantel test. The results show that the phylogenetic diversity of the eukaryotes and photosynthetic planktonic microeukaryotes communities was significantly lower than expected by chance, indicating a non-random community structure. Most lakes showed a clustered phylogenetic pattern, suggesting that more phylogenetically related taxa co-occur more frequently. Most of the variation in phylogenetic diversity and structure was explained by space, but the spatially structured environment also had a relevant percentage of explanation. Spatial filters describing the directional connectivity between lakes had a greater explanatory power than filters using linear distances. Phylogenetic beta diversity for photosynthetic planktonic microeukaryotes was high, indicating substantial species turnover among lakes, and dissimilarity was positively correlated with environmental and spatial distances. These results suggest a significant role for environmental filtering and dispersal processes in the phylogenetic community organization and contribute to filling the knowledge gap regarding the phylogenetic diversity of planktonic microeukaryotes in the Tocantins-Araguaia River basin, underscoring the importance of considering both phylogenetic and ecological aspects to understand aquatic biodiversity.eng
dc.description.resumoA integração de estudos filogenéticos e de comunidades tem se mostrado bastante eficiente para desvendar os processos ecológicos e evolutivos que moldam a biodiversidade. Nesse contexto, a combinação do metabarcoding de eDNA com análises filogenéticas de comunidade tem se mostrado particularmente promissora para descrever os padrões de organização e montagem das comunidades, proporcionando estimativas de diversidade mais robustas e informativas. Este estudo teve como objetivo investigar a diversidade filogenética da comunidade de eucariotos capturados pelo marcador molecular 18S na planície de inundação do rio Araguaia, utilizando a técnica de metabarcoding. Com foco nos grupos de microeucariotos planctônicos fotossintetizantes (MEPF) buscamos compreender como fatores ambientais e espaciais influenciam a diversidade e estrutura filogenética dessas comunidades. Para isso, foram coletadas amostras de água em 140 lagos da planície de inundação do rio Araguaia. O DNA total foi extraído e a região V4 do gene 18S rRNA foi amplificada e sequenciada na plataforma Illumina MiSeq. As sequências foram tratadas utilizando o pipeline Pimba para obtenção das unidades taxonômicas operacionais (OTUs). Uma filogenia total foi construída com o totas as OTUs obtidas, e a partir dessa filogenia, foram selecionados os clados pertencentes aos grupos de MEPF para construir uma segunda filogenia, centrada apenas nos MEPF. A diversidade e estrutura filogenética foi avaliada para ambas as filogenias utilizando os índices de diversidade filogenética de Faith (PD) e índice de parentesco líquido (NRI). A influência de variáveis ambientais e espaciais na diversidade e estrutura filogenética foi analisada por meio de análises de redundância parcial (pRDA) e partição da variância. E a diversidade beta filogenética foi estimada utilizando o índice PhyloSor e particionada em aninhamento e turnover, e sua similaridade com o espaço e ambiente foi verificada com um teste parcial de Mantel. Os resultados mostram que a diversidade filogenética da comunidade de eucariotos e microeucariotos planctônicos fotossintetizantes foi significativamente menor do que o esperado ao acaso, indicando uma estruturação não aleatória da comunidade. A maioria dos lagos apresentou um padrão filogenético agrupado, sugerindo que táxons mais relacionados filogeneticamente co-ocorrem com maior frequência. A maior parte da variação na diversidade e estrutura filogenética foi explicada pelo espaço, porém o ambiente espacialmente estruturado também apresentou uma porcentagem relevante de explicação. Os filtros espaciais que descrevem a conectividade direcional entre os lagos apresentaram um maior poder de explicação do que filtros que usam distâncias lineares. A diversidade beta filogenética para os microeucariotos planctônicos fotossintetizantes foi elevada, indicando uma alta substituição de espécies entre os lagos. E a sua dissimilaridade estava positivamente correlacionada com as distâncias ambientais e espaciais. Estes resultados sugerem uma importância significativa da filtragem ambiental e dos processos de dispersão na organização da comunidade filogenética. E contribui para o preenchimento da lacuna de conhecimento sobre a diversidade filogenética de microeucariotos planctônicos da bacia hidrográfica do rio Tocantins-Araguaia, destacando a importância de considerar tanto os aspectos filogenéticos quanto os ecológicos para compreender a biodiversidade aquática.
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
dc.identifier.citationJESUS, J. S. Diversidade Filogenética da comunidade de microeucariotos planctônicos da planície de inundação do rio Araguaia por DNA metabarcode. 2024. 103 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia e Evolução) - Instituto de Ciências Biológicas, Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2024.
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/13756
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal de Goiás
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Biológicas - ICB (RMG)
dc.publisher.initialsUFG
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Ecologia e Evolução (ICB)
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectDNA ambientalpor
dc.subjectPlânctonpor
dc.subject18S rRNApor
dc.subjectEstrutura filogenéticapor
dc.subjectOTUspor
dc.subjectEnvironmental DNAeng
dc.subjectPlanktoneng
dc.subject18S rRNAeng
dc.subjectPhylogenetic structureeng
dc.subjectOTUseng
dc.subject.cnpqCIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIA
dc.titleDiversidade Filogenética da comunidade de microeucariotos planctônicos da planície de inundação do rio Araguaia por DNA metabarcode
dc.title.alternativePhylogenetic diversity of the planktonic microeukaryote community of the Araguaia River floodplain using metabarcode DNAeng
dc.typeDissertação

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