Studente FUMANTI, AGNESE
Facoltà/Dipartimento Dipartimento Scienze della Vita e dell'Ambiente
Corso di studio BIOLOGIA MARINA
Anno Accademico 2020
Data dell'esame finale 2022-02-23
Titolo italiano Comunità microbiche e fungine associate a due pesci mesopelagici bioluminescenti (Argyropelecus hemigymnus e Maurolicus muelleri)
Titolo inglese Microbial and mycobial assemblages associated with two bioluminescent mesopelagic fishes (Argyropelecus hemigymnus and Maurolicus muelleri)
Abstract in italiano I microorganismi trovati in associazione a pesci di ambienti profondi, sono essenziali per fornire nutrimento, crescita, sviluppo e protezione all’ospite. La composizione del microbioma di questi pesci è probabilmente unica, date le sfide ambientali affrontate sia dall'ospite che dai microbi, in particolare in termini di temperatura, pressione e disponibilità di nutrienti. Inoltre, l'intestino dei pesci va a costituire una delle fonti di nutrienti più dense e abbondanti in ambiente profondo, rappresentato da comunità batteriche più concentrate rispetto all'ambiente circostante, vasto e altamente diluito. Questo studio fornisce nuovi spunti alla conoscenza del microbioma e del mycobioma mondiale, indagando per la prima volta la biodiversità di batteri e funghi associati a due pesci mesopelagici bioluminescenti (Maurolicus muelleri e Argyropelecus hemigymnus), campionati nello Stretto di Messina. Inoltre, il progetto ha come scopo quello di valutare le potenziali funzioni dei microorganismi associati ed evidenziare possibili connessioni tra microbioma e mycobioma associati e la capacità bioluminescente delle due specie di pesci. L'integrazione dell'analisi colturale con l'analisi molecolare è stata eseguita per ottenere un'ampia panoramica della diversità associata, in particolare di quelle specie batteriche potenzialmente bioluminescenti. Differenze e somiglianze dei microbiomi e mycobiomi sono state valutate dal livello interspecifico (tra le due diverse specie) al livello intraspecifico (tra i diversi individui della stessa specie) al livello intra-individuale (dato dal confronto dei microbiomi nelle tre parti del corpo di ogni esemplare). I risultati sulla diversità hanno rivelato che la composizione tassonomica dei microbiomi è simile a livello interspecifico, spiegato dalla presenza di taxa batterici condivisi. La difformità tra le due specie di pesci è principalmente guidata dalla presenza di alcuni generi batterici trovati in alcuni individui, indicando anche un'alta variabilità intraspecifica. A livello intra-individuale, i microbiomi non sono stati suddivisi tra le diverse parti anatomiche del corpo: non è presente un microbioma specializzato che descriva ogni diversa parte del corpo. L’indagine sulla biodiversità dei mycobiomi ha rivelato che la composizione tassonomica è dominata da funghi non identificati in entrambe le specie, indicando che i pesci potrebbero ospitare un'alta ricchezza di nuove linee genetiche fungine. Considerando i funghi identificati, sono state trovate differenze significative tra le due specie di pesci, con una maggiore diversità nel mycobioma di A. hemigymnus rispetto a M. muelleri. A livello intra-individuale, i mycobiomi non mostrando specializzazione a tra le parti del corpo, e le alte percentuali di funghi non identificati ci impediscono di approfondire la nostra comprensione. Infine, la diversità e le funzioni putative dei microbiomi non hanno rivelato una connessione con il fenomeno della bioluminescenza dei pesci, ma le analisi al SEM hanno sicuramente mostrato un'abbondanza di batteri specificamente localizzati all'interno del fotoforo di entrambe le specie bioluminescenti.
Abstract in inglese Microorganisms associated with deep-sea fish are essential for providing nutrition, growth, development and protection to the host. The composition of the microbiome of these fish is unique, given the environmental challenges faced by both host and microbes, particularly in terms of temperature, pressure and nutrient availability. This study provides new insights into the global microbiome and mycobiome, investigating for the first time the biodiversity of bacteria and fungi associated with two bioluminescent mesopelagic fishes (Maurolicus muelleri and Argyropelecus hemigymnus), sampled in the Strait of Messina. Furthermore, the project aims to evaluate the potential functions of the associated microorganisms and to highlight possible connections between the microbiome and mycobiome and the bioluminescent capacity of the two fish species. The integration of culture-bases analyses to the molecular analyses was performed to obtain a broader overview of the diversity associated with the fishes, in particular of those potentially bioluminescent. Differences and similarities of microbiomes were assessed from the interspecific (between the two different species) to the intraspecific (among the different individuals of the same species) to the intraindividual levels (given by the comparison of microbiomes in the three body parts of every specimen). The diversity results revealed that the taxonomic composition of the microbiomes is similar at the interspecific level, explained by the presence of shared bacterial taxa. The dissimilarity between the two fish species is mainly driven by the presence of some bacterial genera found in some individuals, also indicating high intraspecific variability. At the intra-individual level, microbiomes have not been portioned between the different anatomical parts of the body: there is no specialised microbiome describing each different part of the body. Investigation of mycobiome biodiversity revealed that the taxonomic composition was dominated by unidentified fungi in both species, indicating that the fish may harbour a high richness of novel fungal genetic lines. Considering the identified fungi, significant differences were found between the two fish species, with a higher diversity in A. hemigymnus mycobiome than in M. muelleri. At the intra-individual level, the mycobiomes were not portioned among the different anatomical parts of the body, showing no specialization, and with a high percentage of unidentified fungi. Finally, Diversity and putative functions of microbiomes based on the molecular and culture-based analyses conducted, did not reveal a direct link with the bioluminescence phenomenon although SEM analyses showed an abundance of bacteria specifically located within the photophore of both species.
Relatore CORINALDESI, CINZIA
Controrelatore BUSCHI, EMANUELA
Appare nelle tipologie: Laurea specialistica, magistrale, ciclo unico
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: http://hdl.handle.net/20.500.12075/8244