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Title: Importancia de la comunidad desnitrificante del N2O en la zona de mínimo oxígeno frente al norte de Chile
Authors: Farías, Laura , supervisor de grado
Castro González, Maribeb
Keywords: Oceanografia;Desnitrificación
Issue Date: 2004
Publisher: Universidad de Concepción, Facultad de Ciencias Naturales y Oceanográficas, Departamento de Oceanografía.
Abstract: La desnitrificación es uno de los procesos microbiológicos que participan más activamente del reciclamiento de N2O en las zonas de mínimo oxígeno (ZMO) subyacentes a áreas de surgencia, como la encontrada frente a las costas de Chile. Las ZMO tienen gran significancia global para el presupuesto radiativo del planeta, dado que pueden contribuir hasta en un 70% a la producción de N2O oceánico. Esta tesis tuvo como objetivo establecer la importancia de la desnitrificación en el reciclaje del N2O, así como la influencia de factores ambientales sobre dicho reciclaje y sobre la composición de las comunidades desnitrificantes en la ZMO frente a Iquique (20ºS) y Antofagasta (23ºS). Para esto, se determinaron las tasas de producción (N2Opd) y consumo (N2Ocd) de N2O a través de la desnitrificación, en muestras de agua tomadas en la oxiclina superior (entre 40 y 90 m de profundidad) y en el núcleo de la ZMO, NZMO (a 100 y 200 m) bajo diferentes condiciones de O2 (in situ, anoxia [0 μM] e hipoxia [~22.3 μM]) y disponibilidad de dadores (carbono orgánico disuelto, COD) y aceptores de electrones (NO3-, NO2- y N2O). Dichas tasas fueron estimadas a partir de experimentos que involucraron el uso combinado de inhibidores de la desnitrificación (acetileno), de la nitrificación (aliltioúrea ó anoxia) y de la síntesis proteica (cloranfenicol). La composición de la comunidad desnitrificante, fue analizada a través del gen funcional de la reductasa de nitrito-cd1 (nirS), que cataliza la reducción de NO2- a NO, un paso clave en la desnitrificación, usando técnicas de reacción en cadena de la polimerasa (PCR), polimorfismo de los fragmentos largos de restricción terminal (PFLRT) y clonamiento del ADN bacterial. Los resultados mostraron que la desnitrificación parcial del N2O a N2 (o N2Opd - N2Ocd >0), tuvo lugar en la oxiclina (40 m, 48.5 μM O2) a tasas de 0.47 μM d-1, contribuyendo en parte a la formación del máximo de N2O subsuperficial usualmente observado en el área y cuyo origen se ha atribuido principalmente a la nitrificación. La desnitrificación total del N2O a N2 (o N2Opd - N2Ocd £0) tuvo lugar en la base de la oxiclina, BO (80 m, 14.2 μM O2) y en el NZMO (100-200m 4.4-6.9 μM O2) a tasas de hasta 3.4 μM d-1, manteniendo los bajos niveles de N2O observados a esas profundidades. La anoxia disminuyó en un 75% la tasa de N2Opd tanto en la BO como en el NZMO frente a Iquique. Contrariamente, incrementos en los niveles de O2 a ~22.3 μM, doblaron la tasa de N2Opd en dicha estación. La adición de aceptores y dadores de electrones limitó levemente, la tasa de reciclamiento neto del N2O (N2Opd + N2Ocd) en la BO (a través del NO2- y COD) y en el NZMO (a través del COD, N2O y NO3-). Los resultados nos permiten concluir que, el reciclamiento de N2O es regulado principalmente por el O2 y, en menor grado, por la disponibilidad de sustratos; siendo la reducción de NO2-, el paso más sensible a las fluctuaciones de dichos factores en esta área. Los niveles de O2, NO2-, NO3- y N2O determinaron la composición de la comunidad desnitrificante en el área de estudio. La presencia de genes-nirS comunes a la BO y el NZMO, sugirió la participación de los mismos grupos desnitrificantes en la producción y consumo de N2O. El análisis filogenético arrojó nuevas secuencias de organismos desnitrificantes en la ZMO chilena, indicando que la desnitrificación marina es llevada a cabo por una comunidad bacteriana más diversificada que la considerada previamente, y que condiciones ambientales similares entre la ZMO del Pacífico Sur oriental y Mar de Arabia permitieron el desarrollo de desnitrificadores con genotipos nirS semejantes a pesar de las distancias geográficas.
Description: Tesis para optar al grado de Doctor en Oceanografía.
URI: http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/734
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