Da degradação à restauração: mudanças microbianas e ciclagem de carbono em terras secas brasileiras

• Processo: 25/04487-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Agrárias - Agronomia - Ciência do Solo
• Pesquisador responsável: Maurício Roberto Cherubin
• Beneficiário: Antonio Yan Viana Lima
• Supervisor: Noah Fierer
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Colorado Boulder, Estados Unidos
• Vinculado à bolsa: 24/03722-1 - Avaliação da saúde do solo em drylands desertificadas no Brasil, BP.DR
• Assunto(s): Caatinga
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caatinga | dryland management | ecosystem restoration | functional pathways | Shotgun Sequencing | soil microbiota | Saúde do solo

Resumo

O semiárido brasileiro é altamente vulnerável à desertificação, afetando mais de 34 milhões de pessoas e tornando extensas áreas impróprias para a agricultura. O bioma Caatinga sofre uma degradação significativa, perdendo 14,4% de sua vegetação nativa entre 1985 e 2023 devido ao sobrepastejo e à expansão agrícola. Essas mudanças aceleraram a erosão do solo, reduziram a matéria orgânica do solo e comprometeram funções ecossistêmicas, incluindo o ciclo do carbono. Práticas de restauração têm demonstrado potencial para reverter esses efeitos, promovendo a diversidade e a funcionalidade microbiana do solo. Este estudo investiga a diversidade microbiana e as funções metabólicas em solos sob três cenários de uso da terra - vegetação nativa, áreas desertificadas e áreas restauradas - dentro dos Núcleos de Desertificação do Brasil. Nossa hipótese é que a desertificação não apenas reduz a diversidade microbiana, mas também altera a composição e a funcionalidade das comunidades microbianas, resultando em perturbações em processos-chave, como o ciclo do carbono. Amostras de solo foram coletadas (0 a 10 cm de profundidade) em quatro núcleos de desertificação (Irauçuba-CE, Cabrobó-PE, Gilbués-PI e Cariris Velhos-PB), representando diferentes cenários de uso da terra. O sequenciamento metagenômico shotgun já foi concluído. O fluxo de trabalho em bioinformática inclui controle de qualidade (FastQC, Trimmomatic), montagem de genoma (MEGAHIT), classificação taxonômica (Kraken2, MetaPhlAn) e anotação funcional (KEGG, EggNOG, Pfam). Análises multivariadas (PCA, RDA) e análise de redes de co-ocorrência (CoNet, Cytoscape) serão utilizadas para investigar as interações microbianas e sua relação com indicadores de saúde do solo. Além disso, modelos de machine learning (por exemplo, Random Forest) serão empregados para prever a funcionalidade do solo e identificar fatores microbianos e ambientais-chave na restauração ecossistêmica. Essas análises fornecerão um entendimento mais profundo sobre como as comunidades microbianas e suas funções respondem à degradação e restauração, oferecendo insights valiosos sobre o potencial da restauração ecológica para mitigar os impactos da desertificação no semiárido brasileiro. (AU)