El análisis metagenómico revela patrones a escala global de la limitación de nutrientes en el océano

Área de la Ciencia:

• Ecología microbiana marina
• Biogeoquímica
• La genómica

Sus antecedentes:

• La actividad del fitoplancton se rige por la disponibilidad de nutrientes, sin embargo, los patrones globales de limitación de nutrientes siguen sin estar claros.
• Prochlorococcus, una cianobacteria marina clave, se adapta al estrés nutricional a través de cambios genéticos.

Objetivo del estudio:

• Mapear la biogeografía global de la limitación y colimitación de nutrientes en el fitoplancton.
• Usar los cambios genómicos de Prochlorococcus como un sustituto para la adaptación al estrés nutricional.

Principales métodos:

• Metagenomas recogidos de diversas regiones oceánicas a través del Programa de Investigaciones Hidrográficas Basadas en Buques Oceánicos Globales (Bio-GO-SHIP).
• Expresión génica cuantificada relacionada con la asimilación de nitrógeno, fósforo y hierro en Prochlorococcus.
• Los datos genómicos correlacionados con los experimentos de botella y las predicciones del modelo del sistema terrestre.

Principales resultados:

• Variaciones regionales identificadas en el tipo e intensidad del estrés nutricional.
• Se ha observado la ocurrencia simultánea y generalizada de múltiples limitaciones nutricionales.
• Se encontraron fuertes correlaciones entre los genes de estrés de Prochlorococcus, los resultados experimentales y las predicciones del modelo.

Conclusiones:

• Los patrones de estrés multinutriente están vinculados estequiométricamente, influenciados por la fijación de nitrógeno.
• Los datos de Omics proporcionan una visión detallada del uso de los recursos de fitoplancton y el estrés nutricional global.