Microbiome composition of the marine sponge Cliona varians at the neotropical southern Caribbean Sea displays a predominant core of Rhizobiales and Nitrosopumilaceae

Abstract

This work aims to characterize the microbial diversity of the encrusting sponge Cliona varians, a pore‐forming and coral reef bioeroding marine sponge of emerging spread related to ocean acidification.

Methods and results We analysed the microbiome composition by 16S V4 amplicon next‐generation sequencing in a community of the bioeroding coral reef encrusting/excavating marine sponge Cliona varians thriving at the Southern Caribbean Sea. About 87.21% and 6.76% of the sequences retrieved were assigned to the domain Bacteria and Archaea. The most predominant operational taxonomic units were classified as members of the order Rhizobiales and family Nitrosopumilaceae, representing members of not yet characterized genera. Features found strictly conserved in the strain/genomic representatives reported in those microbial taxa are nitrogen fixation and transformation.

Conclusion Our results suggest, in accordance with recent results, that these microbiome members and associated functions could be contributing to the biological fitness of the sponge to be able to colonize and bioerode in environments with low access and scarce availability of nitrogen sources.

Significance and Impact of Study Coral reefs bioresources such as sponge holobionts are intriguing and complex ecosystem units. This study contributes to the knowledge of how C. varians microbiota is composed or shaped, which is crucial to understand its ecological functions.

Este trabajo tiene como objetivo caracterizar la diversidad microbiana de la esponja incrustante Cliona varians, una esponja marina formadora de poros y bioerosionadora de arrecifes de coral de expansión emergente relacionada con la acidificación de los océanos.

Métodos y resultados Analizamos la composición del microbioma mediante la secuenciación de próxima generación del amplicón 16S V4 en una comunidad de esponja marina bioerosionadora incrustante/excavadora de arrecifes de coral Cliona varians que prospera en el Mar Caribe Sur. Aproximadamente el 87,21% y el 6,76% de las secuencias recuperadas se asignaron al dominio Bacteria y Archaea. Las unidades taxonómicas operativas más predominantes se clasificaron como miembros del orden Rhizobiales y la familia Nitrosopumilaceae, que representan miembros de géneros aún no caracterizados. Las características que se encuentran estrictamente conservadas en las cepas/representantes genómicos reportados en esos taxones microbianos son la fijación y transformación de nitrógeno.

Conclusión Nuestros resultados sugieren, de acuerdo con resultados recientes, que estos miembros del microbioma y las funciones asociadas podrían estar contribuyendo a la aptitud biológica de la esponja para poder colonizar y bioerosionar en ambientes con bajo acceso y escasa disponibilidad de fuentes de nitrógeno.

Importancia e impacto del estudio Los biorrecursos de los arrecifes de coral, como los holobiontes de esponjas, son unidades ecosistémicas intrigantes y complejas. Este estudio contribuye al conocimiento de cómo se compone o forma la microbiota de C. varians, lo cual es crucial para comprender sus funciones ecológicas.