Resumo: Microrganismos têm um papel fundamental na saúde de cnidários, estabelecendo relações ecológicas diversas, de parasitismo até mutualismo. O conhecimento acerca da diversidade de procariontes associados com cnidários e corais no Brasil ainda é escasso. Este é o primeiro estudo enfocando a caracterização taxonômica de bactérias heterotróficas incluindo fixadoras de nitrogênio (N2) e especialmente vibrios isolados do muco do coral endêmico Mussismilia hispida e de zoantídeos simpátricos Palythoa caribaeorum, Palythoa variabilis e Zoanthus solanderi da região de São Sebastião-SP, Brasil. Ao todo, foram obtidos 488 isolados bacterianos destes cnidários, empregando-se os meios de cultivo Ágar Marinho (AM), Ágar Fixação de Nitrogênio (NFb) e Ágar Tiosulfato-Citrato-Bile-Sacarose (TCBS). Os cnidários foram coletados em três praias (Grande, Portinho e Preta) na região de São Sebastião em 2005 e 2006. A maioria dos isolados obtidos pertenciam à classe Gammaproteobacteria. Mais da metade foram identificados como vibrios com base em sequências parciais do gene 16S rRNA. Vibrios do grupo core corresponderam a 80 % das bactérias potencialmente fixadoras de N2 e revelaram alta similaridade de sequência no gene pyrH com V. harveyi e V. alginolyticus. Dezenove isolados representativos, pertencentes às espécies V. harveyi, V. alginolyticus, V. campbellii e V. parahaemolyticus foram capazes de crescer 6 vezes sucessivas em meio NFb e alguns deles mostraram forte atividade da nitrogenase pelo teste de redução de acetileno (ARA). Cerca de 150 vibrios isolados em TCBS foram caracterizados por meio de sequências de 16S rRNA, recA e pyrH. Os taxa mais abundantes foram V. harveyi, V. rotiferianus, V. campbellii, V. alginolyticus, V. mediterranei (=V. shillonii), V. chagasii, V. tubiashii e uma espécie nova de Vibrio. Com exceção de V. chagasii que foi encontrado apenas no muco de M. hispida, as demais espécies foram observadas nos diferentes hospedeiros, não havendo fortes evidências da presença de espécies hospedeiro-específicas. A variabilidade intra-específica dos vibrios foi avaliada por meio de padrões de banda de elementos palindrômicos extragênicos repetitivos (rep-PCR). Esta análise revelou alta diversidade genômica entre os isolados. Cada isolado apresentava um padrão de rep-PCR distinto, indicando uma grande diversidade de populações co-existindo no mesmo habitat. As identificações geradas pelo rep-PCR concordaram com as identificações obtidas pelo MLSA (Multilocus Sequence Analysis). Diversos isolados de diferentes grupos microbianos apresentaram menos de 97 % de similaridade em sequências do gene 16S rRNA com espécies conhecidas, indicando que elas seriam possíveis espécies novas. Ao todo, sete espécies novas foram descritas por meio da taxonomia polifásica: Marinobacterium coralli sp. nov., Marinomonas brasilensis sp. nov., Photobacterium swingsii sp. nov., P. jeanii sp. nov., Vibrio communis sp. nov., V. variabilis sp. nov. e V. marinum sp. nov. Os dados fenotípicos, quimiotaxonômicos, genotípicos e filogenéticos obtidos a partir da descrição das sete espécies novas demonstraram que há uma ampla variabilidade fenotípica intra-específica. Este estudo determinou a identidade dos principais grupos de bactérias cultivadas do muco de corais, sobretudo, os vibrios. Uma das espécies de vibrios mais abundantes no muco dos corais é V. communis sp. nov. A fixação de N2 representa um fenótipo comum entre as espécies de vibrios estudadas, sugerindo uma função positiva no holobionte. Ver menos

Abstract: Microorganisms have a key role in the health of cnidarians establishing ecologic relationships, of parasitism to mutualism. The knowledge on the diversity of prokaryotes associated with corals in Brazil is very limited. This is the first study on the taxonomic characterization of heterotrophic bacteria, including putative N2-fixing and specially vibrios isolated from mucus of endemic coral Mussismilia hispida and the sympatric zoanthids Palythoa caribaeorum, Palythoa variabilis and Zoanthus solanderi. Cnidarian specimens were isolated in the beaches Grande, Portinho and Preta from São Sebastião region, SP, Brazil, in 2005 and 2006. A total of 488 isolates were obtained using different culture media, i.e. Marine Agar (MA), Nitrogen Fixation (NFb) and Thiosulphate-Citrate- Bile-Sucrose Agar (TCBS). The majority of the isolates fell within the class Gammaproteobacteria and more than half of them were vibrios based on 16S rRNA gene sequences. Based on pyrH gene sequences 80 % of the putative N2-fixing bacteria clustered with the Vibrio core species group (i.e. V. harveyi and V. alginolyticus). Nineteen representative isolates of V. harveyi, V. alginolyticus, V. campbellii and V. parahaemolyticus) were capable of growing six successive times in nitrogen-free medium and some of them showed strong nitrogenase activity by means of the acetylene reduction assay (ARA). About 150 vibrios isolated on TCBS were characterized by means of 16S rRNA, recA and pyrH gene sequences. The most abundant taxa were V. harveyi, V. rotiferianus, V. campbellii, V. alginolyticus, V. mediterranei (=V. shillonii), V. chagasii, V. tubiashii and a new Vibrio species. With the exception of V. chagasii which was found only in the mucus of M. hispida, the other species appeared in different hosts with no strong evidence for the presence of host-specific species. A high genomic diversity was observed using rep-PCR. Each vibrio isolate represented a different co-occuring population, suggesting huge intra-especific diversity. There was a complete agreement between the grouping based on rep-PCR and identification based on MLSA (Multilocus Sequence Analysis). Several isolates had less than 97 % similarity towards know species based on 16S rRNA gene sequence, indicating that they are possibly new species. In total, seven new species were described based on polyphasic taxonomy: Marinobacterium coralli sp. nov., Marinomonas brasilensis sp. nov. Photobacterium
swingsii sp. nov., P. jeanii sp. nov., Vibrio communis sp. nov., V. variabilis sp. nov. and V. marinum sp. nov. The new species were characterized by polyphasic taxonomy. Based on phenotypic, chimiotaxonomic, genotypic and phylogenetic data obtained from description of new species, it was demonstrated a huge intra-specific phenotypic variability. This study determined the taxonomic identity of heterotrophic bacteria, especially Vibrio, isolates from cnidarians. V. communis sp. nov. is one of the most frequently found species in the corals. Nitrogen fixation is a common phenotypic trait among vibrios, suggesting that these bacteria may have a positive function in the holobiont.

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