Fitobiomas da floresta Amazônica: diversidade e funcionalidade das comunidades bacterianas da filosfera, rizosfera e serapilheira.

• Processo: 16/04095-4
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de setembro de 2016 - 31 de agosto de 2018
• Área do conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Marcio Rodrigues Lambais
• Beneficiário: Marcio Rodrigues Lambais
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Bruno Henrique Pimentel Rosado ; Rafael Silva Oliveira
• Assunto(s): Rizosfera Serrapilheira Amazônia Nitrogênio
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: filosfera | Fixação biológica do nitrogênio | Floresta Amazônica | Nitrogênio | rizosfera | serapilheira | Microbiologia e Bioquímica do Solo

Resumo

Em estudos realizados anteriormente na Mata Atlântica (MA), determinamos que as estruturas das comunidades de bactérias na filosfera de diferentes espécies arbóreas dependem do táxon vegetal. Determinamos também que, apesar da composição taxonômica diferente, a maioria dos grupos funcionais de proteínas detectados eram comuns a todas as filosferas examinadas, sugerindo que as bactérias de diferentes filosferas compartilham um conjunto de proteínas funcionais necessárias para sua adaptação e sobrevivência nesse ambiente. Dentre as principais funções dos micro-organismos da filosfera, a fixação biológica do nitrogênio (FBN) pode ter um papel ecológico relevante. A FBN associada à filosfera de certas plantas em uma área preservada de MA pode contribuir com 80-240 kg N ha-1ano-1, de acordo com nossas estimativas. Em algumas espécies vegetais, as taxas de FBN associada à filosfera e dermosfera juntas são mais de 100 vezes superiores às taxas de FBN no solo. No geral, nossos dados sugerem aportes de N muito superiores àqueles descritos na literatura, mudando paradigmas sobre a ciclagem de N em florestas tropicais. Se as comunidades bacterianas associadas a plantas de outras florestas tropicais se organizam de forma similar ao observado na MA não se sabe. Da mesma forma, não se sabe se os aportes de N através da FBN na filosfera, serapilheira e rizosfera em outras florestas tropicais são semelhantes ao que observamos na MA. Porém, se esses aportes forem comuns em outras florestas tropicais, o ciclo global do N deverá ser revisado. Para responder essas questões, dentre outras, está sendo desenvolvido o projeto "Epiphyllic communities on leaves at tropical forests: causes and consequences for leaf functioning at different scales", sob coordenação do Prof. Dr. Bruno Rosado (UERJ) e Prof. Dr. Rafael Oliveira (UNICAMP), e financiado pela USAID (PEER Science Cycle 2, Grant #515). Nesse projeto, várias características funcionais das folhas de diferentes espécies vegetais arbóreas da Floresta Amazônica (FA) estão sendo avaliadas e serão usadas para determinar seus possíveis efeitos sobre a estrutura e funcionalidade das comunidades bacterianas na filosfera. No entanto, gostaríamos de expandir as análises de microbiomas, amostrando um número maior de espécies arbóreas e indivíduos, em relação ao que foi feito na MA, já que uma das maiores críticas aos nossos trabalhos é o número limitado de amostras, em relação aos padrões atuais para estudos de microbiomas. Nosso projeto prevê amostragens em três épocas do ano diferentes, das quais duas já foram realizadas. Amostras de folhas, serapilheira e rizosfera de aproximadamente 10 indivíduos de 9 espécies de árvores, com um total de 90 amostras de cada compartimento, foram coletadas na estação experimental do Km 67 da FLONA Tapajós. Taxas de FBN na filosfera, serapilheira e rizosfera foram determinadas in situ. DNA total de cada amostra já foi extraído e está sendo preparado para sequenciamento dos genes rRNA 16S bacterianos e nifH de diazotróficos. Ao todo, faremos a análise comparativa de 810 comunidades bacterianas. Nosso projeto, no entanto, não contempla recursos para essas análises com a profundidade necessária, que, salvo melhor juízo, é a primeira a ser realizada em fitobiomas da FA. As informações sobre as estruturas das comunidades microbianas e variáveis ambientais serão analisadas conjuntamente usando redes neurais artificiais para identificar os fatores que determinam a estruturação das comunidades de bactérias e diazotróficos nesses ambientes, quais os grupos de bactérias essenciais para estruturação das comunidades bacterianas e seus possíveis papéis no funcionamento do ecossistema, além de estimar aportes de N via FBN. Estudos sobre os microbiomas associados a plantas na FA são raros e podem contribuir para a melhor compreensão da ecologia microbiana e ciclagem de nutrientes nesse bioma, e ter um impacto global no estudo de ecossistemas. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

FORNAZIER MOREIRA, JULIO CEZAR; BRUM, MAURO; DE ALMEIDA, LIDIANE CORDEIRO; BARRERA-BERDUGO, SILVIA; DE SOUZA, ANDRE ALVES; DE CAMARGO, PLINIO BARBOSA; OLIVEIRA, RAFAEL SILVA; ALVES, LUCIANA FERREIRA; PIMENTEL ROSADO, BRUNO HENRIQUE; LAMBAIS, MARCIO RODRIGUES. Asymbiotic nitrogen fixation in the phyllosphere of the Amazon forest: Changing nitrogen cycle paradigms. Science of The Total Environment, v. 773, JUN 15 2021. (16/15932-4, 16/04095-4)