Diversidad - Fijación de nitrógeno- Genes NIF

COLLAVINO M.M

San salvador de Jujuy

Exposición; X Reunión nacional científico-técnica de biología del suelo (REBIOS), II Congreso nacional de biología molecular de suelos (CONBIOMOS); 2015

REBIOS

Se exponen los resultados del estudio de la composición de la comunidad activa en la fijación de nitrógeno en los mismos sitios en los que previamente se analizó la comunidad diazotrófica potencial (Collavino et al., 2014) lo que permitió un ensayo comparativo entre ambas comunidades. Se analizaron suelos de Pergamino considerando las siguientes variables, situaciones de manejo (siembra directa con rotación intensiva, siembra directa sin rotación, suelo no cultivado) y profundidades de muestreo (0-10 y 10-20 cm), lo que resultó en 12 librerías independientes (cada muestra se realizó por duplicado). A partir del ARN mensajero (ARNm) extraído de suelo se sintetizó el cDNA utilizando el cebador universal nifH3 (Zani et al., 2000). Para la RT-PCR utilizamos la PCR anidada propuesta por Yeager et al., 2004 con los cebadores (nifH11-nifH22) modificados con los adaptadores para la pirosecuenciación. Los amplicones resultantes fueron purificados y enviadas a secuenciar con la tecnología GS FLX 454 obteniéndose un total de 112,493 secuencias. Las mismas fueron analizadas in silico utilizando el protocolo previamente descripto para el análisis de las secuencias nifH obtenidas a partir del ADN de suelo (Collavino et al., 2014). En los transcriptos nifH de Pergamino encontramos los siguientes grupos representados: 45% de 1A (Anaeromyxobacter y Desulfuromonadales), 29% de 1K (Rhizobiales y Burkholderiales), 17% de 1B (Cyanobacteria) y 8% de 3B (Desulfovibrionales y Verrucomicrobiales), el resto de los subclusters presentaron menos del 1% de las secuencias. Similarmente, en la comunidad diazotrófica potencial los subclusters 1A y 1K son predominantes (46% y 29%, respectivamente) sin embargo el grupo de las cianobacterias (1B) estuvo muy poco representada (1.4%) mientras que el subcluster 1J (Azospirillum y Rhodospirillales) estuvo entre los predominantes (17.4%).Analizando la distribución de los diferentes subclusters en relación a la profundidad del suelo observamos en ambas profundidades alta proporción de los subcluster 1A y 1K, sin embargo en los 20 cm el subcluster 1A (deltaproteobacterias anaeróbicas facultativas) incrementó su proporción relativa (27 a 63%), contrariamente al subcluster 1K (alfa y beta proteobacterias aeróbicas) que disminuye a mayor profundidad (37 a 21%). Por otro lado, los subclusters 1B (cianobacterias) y 3B (anaerobios estrictos) solo presentaron una proporción mayor al 1% en los primeros 10 cm (1B 33%) y 20 cm respectivamente (3B 15%).Al igual que lo observado con la comunidad potencial, el manejo del suelo también parece afectar la distribución de los grupos activos en la fijación de nitrógeno. En los suelos cultivados se observa poca diversidad de secuencias, bajo rotación intensiva dominan los subclusters 1K (98%) en los primeros cm y 1A (99%) a mayor profundidad. En los suelos bajo monocultivo, en cambio, las cianobacterias (1B) dominan en la superficie (98%) y desaparecen a los 20 cm donde están representados los subcluster 1K (52%), 3B (45%) y 1A (3%). Estos resultados muestran que, además del efecto por el manejo, en los suelos cultivados hay un cambio notable de estructura de la comunidad dado por la profundidad. En contraste, en el suelo sin cultivar las comunidades en ambas profundidades son similares, con una proporción alta de los subclusters 1A (79 a 87%) y 1K (11%). Para poder comparar el efecto del manejo en la composición de la comunidad funcional con la potencial fue necesario eliminar el factor profundidad. Encontramos varios puntos similares entre ambas comunidades. Tanto en la comunidad potencial como en la funcional el sublcuster 1A se encuentra en mayor proporción en los suelos sin cultivar, por el contrario los subclusters 1K y 3B se encuentran en mayor proporción en los suelos cultivados. El subcluster 1B, si bien poco representado en la comunidad potencial, aumenta en los suelos bajo monocultivo al igual que lo que se observa en la comunidad activa.Concluyendo, observamos que la estructura de la comunidad activa en la fijación de nitrógeno es afectada por el manejo y la profundidad del suelo. La mayoría de los grupos funcionales más abundantes están presentes en la comunidad potencial, con excepción de las cianobacterias las cuales son notablemente importantes entre los grupos activos mientras que en la comunidad potencial presentan baja o nula representación.