A Mata Atlântica é um importante bioma da costa brasileira, apresenta grande diversidade de plantas e animais, porém, pouco se sabe sobre a diversidade microbiana. Da mesma forma, pouco se sabe sobre o papel funcional desses microrganismos. Vários microrganismos estão envolvidos na ciclagem do nitrogênio na Mata Atlântica, e dentre eles os diazotróficos são de particular interesse, pois contribuem para o aporte direto de nitrogênio nos ecossistemas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a diversidade de bactérias diazotróficas que nodulam leguminosas em duas parcelas permanentes do Parque Estadual da Serra do Mar em diferentes altitudes. Nódulos de raízes foram coletados nas quatro estações do ano. As bactérias foram isoladas do interior dos nódulos, resultando em 105 isolados. A análise de diversidade genética destas bactérias foi feita utilizando-se BOX-PCR e sequenciamento parcial do gene 16S rRNA. A capacidade de nodulação dos isolados foi determinada através da formação de nódulos em caupi (Vignia unguiculata). Os resultados indicaram que há uma diferença na distribuição espacial e temporal dos nódulos nas áreas estudadas. A maior quantidade de nódulos foi encontrada na parcela de Picinguaba, em estações com menores índices pluviométricos. Os isolados apresentaram uma grande diversidade fenotípica, sendo separados em 6 grupos com características culturais semelhantes. Os perfis de BOX-PCR formaram 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Os perfis dos géis do BOX-PCR apresentaram variação no número e mobilidade das bandas. Os dados foram transformados em uma matriz binária de presença e ausência que possibilitou a análise de agrupamento hierárquicos com 8 grupos genotípicos com mais de 80% de similaridade, agrupando tanto isolados de Picinguaba quanto de Santa Virgínia. Através do sequenciamento parcial de fragmentos de gene rRNA 16S verificou-se que a estrutura das comunidades diazotróficas de Picinguaba e Santa Virgínia não apresentaram diferença estatisticamente significativa, indicando que não há seleção de populações bacterianas especificas nas áreas.Dos isolados testados, 88% apresentaram capacidade de nodular caupi, porém alguns não foram eficientes em promover o crescimento das plantas. Nas duas áreas predominou UTOs filogeneticamente associados ao gênero Paenibacillus nos nódulos, sugerindo que essas bactérias são importantes para nodulação de leguminosas na Mata Atlântica. / The Atlantic Rainforest is a major biome of the Brazilian coast, which harbors great diversity of flora and fauna, but little is known about its microbial diversity. Furthermore, little is known about the functional role of these abundant microorganisms. Several microorganisms are involved in cycling of the Atlantic Rainforests nitrogen, among them the diazotrophs which are of particular interest because they contribute to the direct input of nitrogen to ecosystems. The aim of this study was to evaluate the diversity of legumes nodulating diazotrophs in two permanent plots of the Serra do Mar State Park at different altitudes. Root nodules were collected throughout the four seasons. The bacteria were isolated from inside of the nodules, resulting in 105 isolates. The analysis of genetic diversity was performed using BOX-PCR and rRNA 16S sequencing. The nodulation capacity of the isolates was determined by the nodule formation in cowpea (Vigna unguiculata). The results indicated that there are spatial and temporal differences distribution in the areas studied. The largest number of nodules was found in the Picinguaba plot during seasons of low rainfall. The isolates showed a wide phenotypic diversity, hence divided into six groups with similar cultural characteristics. The BOX-PCR profiles formed eight genotypic groups with more than 80% similarity, when comparing the isolates from Picinguaba those from Santa Virginia. The BOX-PCR gel profiles showed variation in number and mobility of bands. The data was transformed into a binary matrix of presence and absence that allowed the hierarchical cluster analysis of eight genotypic groups with more than 80% similarity, again comparing both isolates Picinguaba and Santa Virginia. Through partial sequencing of 16S rRNA gene fragments no statistically significant difference was found between the diazotrophs community structures of Picinguaba the and that of Santa Virginia , indicating no selection for specific bacterial populations in these areas. In both isolates tested, 88% showed cowpea nodulating capacity, but some were not effective in promoting plant growth. In both areas OTUs phylogenetically associated with nodule of genus Paenibacillus predominated, suggesting that these bacteria are important for legume nodulation in the Atlantic Rainforest.

Um método baseado na extração de rRNA, seguido de RT-PCR rRNA 16S, clonagem e ARDRA foi otimizado e validado para a identificação das bactérias ativas em biofilmes. O método foi analisado primeiro com consórcios artificiais de três organismos. As etapas de clonagem e RT não causaram variações importantes na composição destes consórcios, do contrário da etapa de PCR, onde foi necessária a redução de 30 para 10 ciclos para limitar a distorção da proporção de templates. A análise de biofilmes reais indicou que clones dominantes podem ser identificados com o critério de ocorrência de >2% na biblioteca, mas que a reprodutibilidade de análises ainda é insatisfatória, possivelmente devido a fatores como a micro heterogeneidade espacial do biofilme, viés na reação de PCR e formação de mais de um clone de ARDRA por organismo. O armazenamento do biofilme a -20 °C por 2 meses não levou à alterações expressivas em sua composição. O perfil de clones detectado com o kit (Mo Bio) de extração de RNA foi muito diferente do perfil detectado com o método otimizado neste trabalho. / A method based on extraction of rRNA, followed by RT-PCR of 16S rRNA, cloning and ARDRA was optimized and validated for identification of bacteria active in biofilms. The method was first tested with artificial three-membered consortia. Cloning and RT did not lead to significant changes in the composition of the artificial consortia, but a reduction in cycle number in the PCR reaction from 30 to 10 was necessary for limiting the distortion in the proportion of amplicons relative to that of the templates. Analysis of real biofilms revealed that clones from active organisms occurred in frequencies >2% in the clone library, but reproducibility of analysis was unsatisfactory, probably due to factors such as the spatial heterogeneity of colonization of biofilms by microbes, PCR bias and more than one ARDRA clone per organism. Storage of biofilm samples at -20 °C for 2 months did not lead to important changes in composition. Very different clone profiles were obtained in the analysis of the same biofilm sample with the optimized method and with a kit (Mo Bio) for extraction of RNA.

Alors que la Guadeloupe possède la plus grande bordure littorale de mangroves des Petites Antilles, la microfaune et la microflore bactérienne marine associées à cet écosystème sont très mal connues. Pourtant, ces diverses communautés de micro-organismes sont à la base du réseau trophique des sédiments marins de mangrove. En effet, grâce à leurs activités basées sur des processus hétérotrophes, ces micro-organismes vont permettre de dégrader la litière constituée de feuilles et branches de palétuviers tombées à la surface du sédiment. En condition anoxique, la dégradation des substrats végétaux par des bactéries sulfato-réductrices entraine la production de sulfures qui vont soutenir l’activité de bactéries chimiosynthétiques. Les protistes ciliés sont des micro-organismes eucaryotes unicellulaires caractérisés par la présence de cils sur la surface cellulaire et appartenant au micro-zooplancton. Leur mode de nutrition basé sur la phagocytose permet non seulement de favoriser la reminéralisation de la biomasse microbienne, ce qui augmente le transfert de nutriments à d'autres organismes du réseau trophique, mais facilite surtout l’émergence de nombreuses associations symbiotiques. Les résultats obtenus durant cette thèse ont permis de mettre en évidence la présence d’associations symbiotiques entre des bactéries sulfo-oxydantes ou hétérotrophes et des espèces de protistes ciliés faisant parties du périphyton de mangrove. / While Guadeloupe has the largest coastal edge of mangroves in the Lesser Antilles, the microfauna and marine bacterial microflora associated with this ecosystem are very poorly understood. However, these diverse communities of microorganisms are at the base of the marine mangrove sediment food web. Indeed, thanks to their activities based on heterotrophic processes, these micro-organisms will make it possible to degrade the litter composed of mangrove leaves and branches that have fallen to the surface of the sediment. In anoxic conditions, the degradation of plant substrates by sulfate-reducing bacteria leads to the production of sulfides that will support the activity of chemosynthetic bacteria. Ciliates protists are unicellular eukaryotic microorganisms characterized by the presence of cilia on the cell surface and belonging to micro-zooplankton. Their phagocytosis-based nutrition not only promotes the remineralization of microbial biomass, which increases the transfer of nutrients to other organisms in the food web, but also facilitates the emergence of many symbiotic associations. The results obtained during this thesis allowed to highlight the presence of symbiotic associations between sulfur-oxidizing or heterotrophic bacteria and ciliates protist species that are part of the mangrove periphyton.