ALTERAÇÕES NO MICROBIOMA EM UM SOLO DE BAIXO CARBONO PARA CULTURA DE ARROZ APÓS SUCESSIVOS CICLOS DE ALAGAMENTO E DRENAGEM

  • Susiane Haugg
  • Flavia Caroline Gan
  • Luiz Fernando Wurdig Roesch
Rótulo Solo, Arroz, Comunidades, Microbianas, Microbiologia, Bioinformática

Resumo

Os solos são uma das maiores fontes de vida e diversidade, exercendo funções essenciais para o desenvolvimento e sustentação da vida acima dele. Todas essas funções são desenvolvidas por uma complexa e variada comunidade microbiana. As interações que ocorrem entre a comunidade microbiana e o ambiente em que se inserem afetam sua estrutura, bem como regulam muitas funções do solo realizadas por ela, como a ciclagem nutricional, transformação da matéria orgânica e ciclagem do nitrogênio. Além disso, a diversidade microbiana também se mostra relacionada com um conjunto de fatores bióticos e abióticos que levam ao desenvolvimento microbiano e a estruturação das comunidades nos solos. A interação entre esses fatores influencia diretamente a ecologia, a atividade e a dinâmica de população dos microrganismos. Um destes fatores é a água que tem influência direta na atividade biológica do solo, auxiliando na difusão de nutrientes, motilidade microbiana e influenciando os valores de pH, além de estar relacionada com a temperatura e a aeração. Pensando nisso realizou-se um experimento em in vitro onde amostras de solo de baixo carbono foram submetidos a sucessivos ciclos de alagamento e drenagem, simulando o que acontece em maior escala em solos de plantações de arroz. O estudo teve como objetivo avaliar a resistência e a resiliência das comunidades microbianas do solo a mudanças causadas por estes sucessivos ciclos. Havia um conjunto inicial de 43 amostras que foram submetidas a ciclos de alagamento e drenagem intercalados (5 ciclos de alagamento e 6 ciclos de drenagem, com 3 repetições de cada ciclo). Dessas amostras o DNA microbiano foi extraído, o gene marcador 16S rRNA foi amplificado e sequenciado e as sequências foram carregadas no software estatístico R para análise. Realizou-se uma análise de alpha diversidade utilizando o Índice de Diversidade de Shannon para obter a estimativa da riqueza de espécies presentes e a proporção de ocorrência das mesmas após cada ciclo. Realizou-se também o teste de Kruskal-Wallis que é utilizado na comparação de três ou mais amostras independentes. Quando o teste de Kruskal-Wallis confirma diferenças também se realiza um post-hoc para saber onde elas se encontram e para isso utilizou-se o Teste de Dunn com a correção de Bonferroni. Este método combina e testa todas as condições umas contra as outras apresentando onde encontram-se as diferenças observadas. Outra análise realizada foi a perMANOVA. Ela permite determinar estaticamente o quanto as comunidades dentro dos grupos são próximas ou distantes. Antes de realizar este teste as amostras passaram por uma rarefação, e após isso foram transformadas em clr. Os resultados da alpha diversidade apontaram que a partir do terceiro ciclo, quando o solo foi drenado pela segunda vez, ocorreu uma mudança significativa dos valores de riqueza que aumentaram em primeiro momento e nos próximos ciclos mantiveram-se estáveis com variações ao longo dos ciclos. O teste de Kruskal-Wallis mostrou de fato existir uma diferença entre dois ou mais dos dados avaliados (p-value <0.001). Com esta diferença realizou-se o Teste de Dunn com a correção de Bonferroni. O resultado apontou que o ciclo 1 (1ª drenagem) e o ciclo 2 (2ª inundação) não apresentam grande diferença na diversidade. Entretanto, quando comparado a diversidade do ciclo 1 e 2, com a diversidade do ciclo 2 e 3 (2ª drenagem) notam-se diferenças explícitas. Analisando os dados biologicamente, é possível concluir que apenas um período de encharcamento e drenagem (ciclo 1 e 2) não foi suficiente para causar alteração, mas quando o solo foi drenado pela segunda vez (ciclo 3) foi possível observar mudanças havendo uma expansão na riqueza de microrganismos presentes. Estas alterações também foram observadas com outros ciclos principalmente no 4° (3ª inundação) e 11° (6ª drenagem) quando comparados aos dois primeiros mostrando um aumento na diversidade presente no solo ao longo dos processos. A análise de perMANOVA mostrou que no solo com baixo carbono, 23% das diferenças observadas foram atribuídas aos ciclos de alagamento e drenagem e o valor de p (p=0,812) apontou não haver diferença estatística. Como conclusão, os resultados obtidos confirmam que mudanças ocorrem sim com a diversidade microbiana do solo após ciclos sucessivos de alagamento e drenagem, mas ela tende a manter uma estabilidade ao longo do tempo. Uma perspectiva futura para a continuidade do trabalho é realizar mais testes buscando diferenças específicas a níveis taxonômicos que surgiram nas comunidades microbianas ao longo de cada ciclo em relação ao tempo inicial.

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Publicado
2021-11-16
Como Citar
HAUGG, S.; CAROLINE GAN, F.; FERNANDO WURDIG ROESCH, L. ALTERAÇÕES NO MICROBIOMA EM UM SOLO DE BAIXO CARBONO PARA CULTURA DE ARROZ APÓS SUCESSIVOS CICLOS DE ALAGAMENTO E DRENAGEM. Anais do Salão Internacional de Ensino, Pesquisa e Extensão, v. 13, n. 3, 16 nov. 2021.