Microbioma da Terra Preta da Amazônia: potencial para a descoberta de novos bioprodutos
Solos Antropogênicos. Ecologia Microbiana. Prospecção. Sequenciamento.
A Terra Preta da Amazônia (TPA) são solos de origem antropogênica que apresentam elevada fertilidade e conteúdo de matéria orgânica, diferentemente dos solos da região, contribuindo para o aumento das comunidades microbianas. Desta forma, o presente trabalho teve como objetivo revelar a diversidade microbiana, processos metabólicos e transformações biogeoquímicas relacionados à manutenção da fertilidade e sustentabilidade da TPA e seu potencial biotecnológico por meio de técnicas moleculares e dependentes de cultivo. O solo foi coletado na Amazônia Oriental e acondicionado em sacos para realização das análises físicas, químicas e microbiológicas. A prospecção de bactérias do perfil de TPA foi feita pelo método de diluição seriada e, posteriormente, os isolados foram testados in vitro quanto a produção de Ácido Indol-Acético (AIA), sideróforos, solubilização de fosfato e fixação biológica de nitrogênio (FBN). Baseado nos resultados de solubilização de fosfato, produção de AIA e sideróforos, foram selecionados 52 isolados para extração de DNA, amplificação dos genes nifH e acdS e sequenciamento do gene 16S rRNA. Além disso, o DNA total do solo foi extraído, quantificado e enviado para o sequenciamento do metagenoma. As médias dos mecansimos foram submetidas ao teste Skott Knott a 5 % de probabilidade, por meio do programa SISVAR versão 5.1. Para as análises de bioinformática foi utilizada a plataforma de acesso livre KBase, onde foram observadas anotações taxonômicas e metabólicas acerca das sequencias inseridas. Foi possível observar o predomínio das frações areia e argila nos solos de TPA e adjacente. O solo de TPA foi classificado como Gleissolo A-Cg distrófico e a caracterização química revelou pH ácido tanto no perfil de TPA quando no solo adjacente (ADJ), aumento de nutrientes em profundidade, baixa saturação por bases e elevada saturação por alumínio. A glomalina apresentou maiores teores no horizonte A. Dos 466 isolados do solo de TPA, 84 solubilizaram fosfato, 113 produziram AIA e 13 produziram sideróforos. Dos 149 isolados selecionados para a FBN, somente 3 foram negativos. Quanto a presença dos genes nifH e acdS, dos 52 isolados, 23 e 12 foram positivos, respectivamente. O sequenciamento do gene 16S rRNA revelou o predomínio dos gêneros Bacillus e Pseudomonas entre as amostras. Além disso, a metagênomica revelou Acidobacteria, Proteobacteria, Chloroflexi e Actinobacteria como os filos dominantes nas amostras TPA e ADJ. Quanto as classes, Actinobacteria, Alphaproteobacteria Deltaproteobacteria e Betaproteobacteria, foram as mais presentes e as ordens Rhizobiales, Acidobacteriales, Ktedonobacterales, Streptomycetales e Burkholderiales se destacaram em todas as amostras. Foi observada uma grande diversidade de famílias sendo destacadas Acidobacteriaceae, Streptomycetaceae, Solibacteriaceae e Bradyrhizobiaceae. Os gêneros e espécies predominantes foram: Streptomyces, Bradyrhizobium, Candidatus Sulfopaludibacter e Candidatus Sulfotelmatobacter; Acidobacteria bacterium, Chloroflexi bacterium, Candidatus Bathyarchaeota archeon, Terrabacteria group bacterium ANGP1, Actinobacteria bacterium, Alphaproteobacteria bacterium, Gammaproteobacteria bacterium, e Planctomycetes bacterium, respectivamente. Quanto ao perfil metabólico e funcional das amostras, foram encontradas evidências de proteínas e enzimas relacionadas as vias da glicólise, pentose, ciclo de Krebs, cadeia transportadora de elétrons, ciclo dos carboidratos, ciclo do N, S, metano, arsênio e mercúrio. De modo geral, os resultados encontrados no presente estudo revelaram o elevado potencial dos micro-organismos obtidos na TPA e sua capacidade de realizar importantes funções ecológicas garantindo o bom funcionamento do ecossistema.