Composição do microbioma em variedades de Urochloa associado à disponibilidade de fósforo na restauração de solos degradados de pastagem

Autor(es)

Gabriel Silvestre Rocha

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2023-08-10

Membros da banca

Tsai Siu Mui; Camila Maistro Patreze; Arthur Prudêncio de Araujo Pereira

• Orientador: Tsai Siu Mui

Resumo

O Brasil apresenta números preocupantes de pastagens que exibem algum grau de degradação. Essas áreas, quando não são adequadamente manejadas, frequentemente apresentam uma saúde do solo bastante reduzida, o que resulta no abandono dessas áreas e na abertura de novas, ocasionando perdas de florestas nativas. Um dos principais nutrientes limitantes em solos tropicais é o fósforo (P), e a microbiota do solo desempenha um papel fundamental na ciclagem desse elemento nos solos. As pastagens brasileiras geralmente são compostas por gramíneas do gênero Urochloa (syn. Brachiaria), que possuem um sistema radicular profundo e altamente ativo em termos microbianos. Este estudo teve como objetivo avaliar quatro variedades de Urochloa, nomeadamente U. ruziziensis, U. brizantha cv. Marandu, U. brizantha BRS Paiaguás e um híbrido BRS RB331 Ipyporã (U. ruziziensis x U. brizantha cv. Marandu) em três profundidades a cada 10 cm, a fim de compreender o impacto do melhoramento dessas gramíneas na comunidade microbiana e como esse impacto influencia o ciclo biogeoquímico do fósforo e as estratégias de obtenção de P pelas plantas, visando identificar as variedades mais adequadas para a recuperação de solos de pastagens degradadas. Por meio de um experimento de campo conduzido em uma área experimental com características de solo semelhantes, as quatro variedades foram cultivadas juntamente com um tratamento controle (solo sem planta) por três anos. Durante um período de baixa precipitação, amostras de solo foram coletadas e submetidas a análises químicas, físicas e biológicas. As frações de fósforo foram avaliadas por meio do fracionamento do elemento, a colonização por fungos micorrízico arbusculares (FMA) foi avaliada, enquanto as comunidades de fungos, bactérias e arquéias foram quantificadas utilizando qPCR. Além disso, genes funcionais relacionados à ciclagem do fósforo (phoD e pqqC) também foram quantificados, e o sequenciamento metagenômico do DNA do solo foi realizado. Por meio do uso de ferramentas de bioinformática e estatística, foi possível investigar a comunidade microbiana tanto em termos taxonômicos quanto funcionais. Observou-se que as comunidades microbianas do solo foram dominadas por Actinobacteria e Proteobacteria em relação a abundância relativa dos filos. Esses filos bacterianos exercem influência na solubilização e absorção de fósforo pelas plantas, contribuindo para a adaptação dessas às diferentes características do solo. Identificou-se que a variedade BRS Paiaguás apresentou resultados promissores na correlação entre os genes funcionais e a fração de fósforo no solo, o que indica sua adaptabilidade em solos pobres, possuindo uma microbiota reativa a situações de escassez de P. Observou-se efeito da profundidade do solo nos grupos microbianos relacionados à ciclagem do fósforo, demonstrados por meio de uma db-RDA. As diferenças apresentadas pelo Híbrido Ipyporã em relação às demais variedades como a menor diversidade da microbiota e menores níveis de colonização radicular por FMA, indicam que o processo de hibridização apresenta influência na interação da planta com a microbiota do solo, enquanto a variedade BRS Paiaguás demonstrou uma comunidade microbiana potencial mais responsiva à limitação de fósforo. Na análise de co-ocorrências, a interação entre Pseudomonas e Azospirillum foi observada como uma correlação significativa em todas as redes avaliadas. A interação complexa entre as plantas e a microbiota associada deve ser levada em consideração nos programas de seleção, visando o desenvolvimento de variedades mais eficazes (AU)

• Processo FAPESP: 21/11386-3 - Composição do microbioma em genótipos de Urochloa associado à disponibilidade de fósforo na restauração de solos degradados de pastagem
• Beneficiário: Gabriel Silvestre Rocha
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado