Active methane processing microbes and the disproportionate role of NC10 phylum in methane mitigation in Amazonian floodplains

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Bento, Marilia de S. ^[1] ; Barros, Dayane J. ^[2] ; Araujo, Maria Gabriella da S. ^[3] ; Da Roz, Rafael ^[4] ; Carvalho, Glauber Altrao ^[5] ; do Carmo, Janaina B. ^{[4, 1]} ; Toppa, Rogerio H. ^[4] ; Neu, Vania ^[3] ; Forsberg, Bruce R. ^[6] ; Bodelier, Paul L. E. ^[7] ; Tsai, Siu M. ^[8] ; Navarrete, Acacio A. ^{[4, 1, 2, 9]}

Afiliação do(s) autor(es)

^[1] Univ Fed Sao Carlos, Grad Program Biotechnol & Environm Monitoring, BR-18052780 Sorocaba, SP - Brazil

^[2] Fed Univ Tocantins, Grad Program Biodivers & Biotechnol, BR-77001090 Palmas, TO - Brazil

^[3] Fed Rural Univ Amazonia, Inst Socio Environm Aqua Resources, BR-66077530 Belem, PA - Brazil

^[4] Univ Fed Sao Carlos, Dept Environm Sci, BR-18052780 Sorocaba, SP - Brazil

^[5] Univ Fed Mato Grosso do Sul, Fac Engn Architecture & Urbanism, BR-79106550 Campo Grande, MS - Brazil

^[6] Vermont Dept Environm Conservat VTDEC VAEL, Randolph Ctr, Randolph, VT 05061 - USA

^[7] Netherlands Inst Ecol NIOO KNAW, Dept Microbial Ecol, NL-6708 PB Wageningen - Netherlands

^[8] Ctr Nucl Energy Agr, Cell & Mol Biol Lab, BR-13400970 Piracicaba, SP - Brazil

^[9] Univ Brasil, Grad Program Environm Sci, Estr Projetada F1, BR-15613899 Fernandopolis, SP - Brazil

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: BIOGEOCHEMISTRY; v. 156, n. 2 SEP 2021.
• Citações Web of Science: 0

Resumo

Here we use a top-down and bottom-up approach in landscape ecology to analyze the active microbes processing methane fluxes (FCH4) in seasonally flooded-forest (FOR) and -traditional farming systems (TFS) in Amazonian floodplains flooded with black, white, and clear water. Our results revealed higher CH4 emissions from water-atmosphere interface in clear water floodplain, followed by black and white water floodplain, respectively. Active methanogenic and methanotrophic taxa were ubiquitous at 0-15 and 15-30 cm soil layer in FOR and TFS, with differences among the water types with respect to the richness, evenness and diversity of the methanogenic communities. These ecological results were not generalizable regarding to FOR and TFS sites, soil layers, and non-flooded and flooded periods. Despite the predominant oxidation of CH4 in the non-flooded period, higher richness and diversity of methanotrophs were revealed for FOR and TFS in the flooded period. In turn, the structure of the methanogenic and methanotrophic communities and their variation were influenced mainly by soil physicochemical factors, water type, soil depth and the presence of nitrifiers, as Nitrososphaera and Nitrospira. Our study reveals a signature across methanotrophic communities in soils from Amazon floodplain with different water types, with a putative disproportionate role of NC10 phylum in CH4 mitigation in natural and agricultural Amazonian floodplains. These findings open the possibilities to explore the role of NC10 phylum in the carbon cycling in Amazon. (AU)

• Processo FAPESP: 17/04665-8 - Processamento digital de imagens satelitais aplicado na obtenção de mapeamentos para subsídio da análise das áreas inundáveis na Amazônia Brasileira
• Beneficiário: Rafael da Róz
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 17/03575-5 - Dinâmica da produção e consumo de metano pela microbiota ativa em áreas inundáveis da Amazônia
• Beneficiário: Acacio Aparecido Navarrete
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 17/06415-9 - Dinâmica seca-inundação de comunidades microbianas metanogênicas e metanotróficas em planícies aluviais dos rios Negro e Solimões na Amazônia brasileira
• Beneficiário: Marília de Souza Bento
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 18/02277-3 - Anotação taxonômica de sequências de cDNA obtidas em larga escala a partir de genes funcionais microbianos associados com metanogênese e metanotrofia recuperadas de áreas inundáveis da Amazônia
• Beneficiário: Marília de Souza Bento
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Processo FAPESP: 16/16687-3 - Dinâmica da produção e consumo de metano pela microbiota ativa em áreas inundáveis da Amazônia
• Beneficiário: Acacio Aparecido Navarrete
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 17/13499-4 - Treinamento em análises físico-químicas e determinação cromatográfica de metano a partir de amostras ambientais da Amazônia
• Beneficiário: Isadora Leme
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico
• Processo FAPESP: 18/15847-2 - Treinamento em análises físico-químicas e determinação cromatográfica de metano a partir de amostras ambientais de áreas inundáveis da Amazônia
• Beneficiário: Larissa Fernandes Pereira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Programa Capacitação - Treinamento Técnico