Evaluation of ecological succession of microbial communities in organic matter decomposition in mangrove plant in the State of São Paulo

Manguezais são ecossistemas que se distribuem ao redor do globo e desempenham funções ecológicas que são fundamentais para os ambientes costeiros adjacentes. Além de fornecerem uma ampla variedade de organismos para o subsídio humano, são áreas de produção e exportação de matéria orgânica, e também fornecem abrigo, alimentação e local para a reprodução de diversos animais marinhos. Apesar de sua enorme importância, esse ambiente encontra-se fortemente ameaçado e sob risco de desaparecer. As árvores de mangue são o seu componente mais básico e visível, sendo consideradas bastante produtivas, com grande parte do carbono orgânico encontrado nesse ambiente sendo proveniente da liteira e raízes das plantas. Micro-organismos são extremamente diversos, dinâmicos e estão distribuídos por todo o planeta, desempenhando importantes funções ecológicas, e dentro dos manguezais, eles são responsáveis pela maioria das transformações de nutrientes. Diversos estudos apontam a importância da comunidade bacteriana para uma equilibrada manutenção dos processos que ocorrem nesse ambiente, sendo um destes a decomposição de serapilheira. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo estudar a dinâmica da comunidade bacteriana durante o processo de degradação de material vegetal em sedimentos de manguezais do Estado de São Paulo. Para isso, foi realizado o sequenciamento em larga escala do gene rRNA 16S do domínio Bacteria presente sobre a superfície do material vegetal. Paralelamente a isto, foi feita a quantificação da emissão CO2, N2O e CH4, durante os diferentes estágios de degradação foliar e também a análise da dinâmica e estrutura das comunidades. Os resultados obtidos por meio de sequenciamento em larga escala do gene rRNA 16S apontam o filo Proteobacteria como o grupo dominante nos três manguezais estudados, independente da espécie de planta. A classe Gammaproteobacteria apresentou uma maior abundância nos estágios iniciais de decomposição do material vegetal (7 e 15 dias), sofrendo um decaimento bem acentuado nas fases mais avançadas (60 dias). A alfa diversidade sofreu um aumento ao longo do tempo, com todas as amostras exibindo valores maiores nos estágios finais do processo de decomposição foliar. Em relação à emissão de gases de efeito estufa (GGE) em tratamentos em microcosmo, para N2O e CO2 tempo e local foram significativamente importantes. Já para CH4 somente o local foi relevante nas taxas de emissão. Foi possível identificar grupos de bactérias predominantes nas fases de decomposição foliar ao longo do período estudado. Gammaproteobacteria foi uma classe que se apresentou em maior quantidade nos estágios iniciais (7 e 15 dias), enquanto Alphaproteobacteria foi um grupo mais expressivo nas fases mais avançados de degradação (30 e 60 dias).Mangroves are ecosystems that are distributed around the globe and perform ecological functions that are critical to the adjacent coastal environments. In addition to providing a wide variety of organisms for human activities, they have high productivity and are known as areas of production and export of organic matter, and also provide shelter, food and location for reproduction of various marine animals. Despite its enormous importance, this environment is at risk of disappearing. Mangrove trees are its most basic and visible component, being considered quite productive, with most of the organic carbon found in this environment being from the litter and plant roots. Micro-organisms are extremely diverse, dynamic and are spread across the globe, contributing with important environmental roles, and within the mangroves, they are responsible for most of nutrient transformations. Several studies point to the importance of the bacterial community for the balanced maintenance of the processes that are occurring in this environment. One of the most crucial of them is the decomposition of leaf-litter. Thus, this study aimed to evaluate the dynamics of bacterial communities during the degradation of plant material on sediments of São Paulo State mangroves by high throughput sequencing of 16S rRNA gene of Bacteria present on the surface of the plant material. In parallel, we quantified the emissions of CO2, N2O and CH4 during the different stages of leaf degradation and also the analysis of the dynamics and structure of communities. The results obtained by the sequencing of the 16S rRNA gene indicate the phylum Proteobacteria as the dominant group in the three mangroves, regardless of plant species. The Gammaproteobacteria class showed a greater abundance in the early stages of decomposition of the plant material (7 and 15 days), suffering a very sharp decay in the later stages (60 days). Alpha diversity has increased over time, with all the samples showing higher values in the final stages of the leaf decomposition process. It was possible to identify groups of bacteria predominant in the stages of decomposition of plant material throughout the study period. Regarding greenhouse gas emissions (GHG) in treatments in microcosm, time and location were significantly important factors to N2O and CO2 emissions. As for CH4 only the site was relevant in emission rates. It was possible to identify groups of bacteria predominant in the stages of leaf decomposition during the studied period. Gammaproteobacteria was a class that contains the main amount in the early stages (7 and 15 days), while Alphaproteobacteria was a more significant group in the most advanced stages of degradation (30 and 60 days)