Composición de la comunidad procariota involucrada en la producción de nitrógeno en sedimentos de la bahía Mejillones Translated title: Prokaryotic community composition involved production of nitrogen in sediments of Mejillones Bay

Abstract

La desnitrificación convencional y la oxidación anaeróbica del amonio (anammox), son procesos que contribuyen a la pérdida de N en los sistemas deficientes de oxígeno, determinando en muchos aspectos el funcionamiento de los ecosistemas y su biogeoquímica global. Bahía Mejillones, norte de Chile, presenta condiciones ideales para estudiar los procesos de remoción del nitrógeno, debido a que está inserta en un sistema de surgencia costera y sus sedimentos presentan condiciones de anoxia e hipoxia generadas por la influencia de la Zona Mínima de Oxigeno (ZMO), desconociéndose los procesos que regulan la pérdida de nitrógeno y cuáles son las comunidades microbianas responsables de su remoción. Las comunidades microbianas asociadas a los sedimentos costeros de bahía Mejillones se estudiaron por electroforesis en geles de gradiente denaturante (DGGE) y por hibridación in situ fluorescente (FISH), mientras que los procesos de remoción de N se estudiaron mediante experimentos de incubación con trazadores isotópicos 15N. El análisis por DGGE indicó una alta diversidad bacteriana, ciertos filotipos redundantes y la existencia de diferencias en la estructura comunitaria dada por la profundidad y la estacionalidad, lo que refleja adaptaciones de la comunidad microbiana frente a las condiciones ambientales imperantes. Los análisis realizados mediante FISH revelaron que sobre el 70% de las bacterias teñidas con DAPI hibridaron con las sondas específicas, cerca del 52 al 90% de estas fueron asignadas a phyla conocidos. Miembros del cluster Cytophaga-Flavobacterium fueron los más abundantes (13-26%), seguido por Proteobacteria (9-21%). Los experimentos con trazadores isotópicos indicaron para los sedimentos estudiados que los procesos de remoción de nitrógeno que predominaron fueron realizados por comunidades desnitrificantes (43,31-111,20 µM d-1) no detectándose anammox ni las bacterias responsables de dicho proceso.

Translated abstract

Conventional denitrification and anaerobic ammonium oxidation (anammox) contributes to nitrogen loss in oxygen-deficient systems, thereby influencing many aspects of ecosystem function and global biogeochemistry. Mejillones Bay, northern Chile, presents ideal conditions to study nitrogen removal processes, because it is inserted in a coastal upwelling system, its sediments have anoxia and hypoxia conditions and under the influence of the Oxygen Minimum Zone (OMZ), unknown processes that occur there and what are the microbial communities responsible for their removal. Microbial communities associated with coastal sediments of Mejillones Bay were studied by denaturing gel electrophoresis (DGGE) and fluorescence in situ hybridization (FISH), by incubation experiments with 15N isotope tracers were studied nitrogen loss processes operating in these sediments. DGGE analysis showed high bacterial diversity, certain redundant phylotypes and differences in community structure given by the depth; this reflects the microbial community adaptations to environmental conditions. A large fraction (up to 70%) of DAPI-stained cells hybridized with the bacterial probes. Nearly 52-90% of the cell could be further identified to know phyla. Members of the Cytophaga-Flavobacterium cluster were most abundant in the sediments (13-26%), followed by Proteobacteria. Isotopic tracer experiments for the sediments studied indicated that nitrogen loss processes that predominated were performed by denitrifying communities (43.31-111.20 µM d-1) was not possible to detect anammox in the area and not anammox bacteria were detected.