Respuesta de la microbiota de suelos áridos y semiáridos A pH ácidos

Abstract

Los suelos de ecosistemas áridos y semiáridos se caracterizan por baja abundancia y actividad microbiana y se ha sugerido que la microbiota de estos ambientes extremos tendría una composición particular que podría responder de manera diferente a las perturbaciones ambientales. El parámetro que se propone estudiar es el pH, ya que es considerado a nivel global el mejor descriptor de la diversidad y composición de ensambles microbianos del suelo. Actualmente se observan varios fenómenos que provocan una modificación del pH en el suelo, entre ellos se destacan la precipitación ó lluvia ácida y los drenajes ácidos de mina. En Chile no se dispone de información acerca de este tipo de perturbaciones y cómo afectan a las comunidades microbianas del suelo. El pH puede tener numerosos efectos no sólo sobre la actividad metabólica de los microorganismos sino también sobre los patrones de distribución, abundancia y diversidad de la misma. Por otra parte, si el suelo es un importante reservorio de diversidad microbiana, cambios drásticos de pH podrían hacer abundantes poblaciones microbianas minoritarias del suelo modificando la diversidad genética y funcional de estos ensambles microbianos. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto del pH ácido sobre la diversidad de las comunidades microbianas de suelos áridos y semiáridos, mediante aproximaciones dependientes e independientes de cultivo. Los resultados indicaron que los tratamientos crónicos de microcosmos de suelos áridos y semiáridos con medio a pH ácido, no provocaron una disminución marcada en el pH del suelo árido, lo que puede deberse al efecto amortiguador del mismo. Sin embargo, el pH del suelo semiárido alcanzó valores cercanos a pH 4,5 en todos los tratamientos. Por otra parte, cuando se procedió a caracterizar los microcosmos mediante recuento de colonias, aislamiento y cultivo, se obtuvieron colonias bacterianas y fúngicas a pH 3 desde microcosmos de suelo semiárido, pero no se obtuvieron aislados bacterianos desde el microcosmos de suelo árido tratado a pH 3 en los tiempos finales de tratamiento. Todos los cultivos bacterianos del suelo semiárido aislados a pH 3 pertenecen al género Rhodospirillum resultan ser ácido tolerantes, pero no acidófilos. Los aislados fúngicos obtenidos de ambos suelos acidificados pertenecen en su mayoría al grupo ascomycota. Las velocidades de crecimiento de los aislados fúngicos indican que la mayoría de los hongos que provienen del suelo semiárido crecen más lento que los hongos aislados desde el suelo árido. Algunos aislados fúngicos mostraron mayor velocidad de crecimiento a pH 3, aunque la mayoría fueron tolerantes a las condiciones ácidas, ellos crecen mejor a pH más altos. La comunidad bacteriana de ambos suelos mostró patrones de TRFLP diferentes cuando disminuyó el pH. Los patrones de TRFLP bacteriano fueron más diversos que los patrones de TRFLP de las comunidades fúngicas, éstos últimos presentan diferencias menores con el tratamiento ácido, indicando que las comunidades fúngicas son más resistentes a la perturbación estudiada. Finalmente, se determinó que la disminución del pH produjo cambios en la composición de filotipos y estructura de las comunidades microbianas de los microcosmos de suelos árido y semiárido

The arid and semiarid soils ecosystems are characterized by low abundance and microbial activity and has been suggested that the microbiota of these extreme environments have a particular composition that could respond differently to environmental disruptions. The parameter proposed study is the pH, since it is globally considered the best descriptor of the diversity and composition of soil microbial assemblages. Currently, several phenomena are observed which cause a change in the pH soil, including acid rain and acid mine drainage. In Chile, there is no information about this type of disturbances and how they affect soil microbial communities. The pH can have numerous effects not only on the metabolic activity of microorganisms but also on patterns of distribution, abundance and diversity. On the other hand, if the soil is a major reservoir of microbial diversity, drastic changes in pH could cause that those minority microbial soil populations becomes abundant, modifying the genetic and functional diversity of these microbial assemblages. The aim of this work was evaluate the effect of acid pH on the diversity of microbial communities in arid and semi-arid soils, using culture dependent and independent approaches. The results indicated that chronic treatments of arid and semi-arid soils with medium to low pH, in a microcosm assay, did not cause a marked decrease in the pH of arid soil, which may be due to the buffer effect of the same. However, the semi-arid soil pH reached values close to pH 4.5 in all treatments. On the other hand, when we proceeded to characterize the microcosms by counting colonies, isolation and cultivation, bacterial and fungal colonies were obtained at pH 3 from soil microcosm semiarid, but not bacterial isolates were obtained from the arid soil microcosms treated at pH 3 at the end times of treatment All semi-arid soil bacteria isolates at pH 3 belong to the genus Rhodospirillum and they are acid tolerant but no acidophile, The fungal isolates obtained from both acidified soils are mostly Ascomycota group. Growth rates of fungal isolates indicate that the majority of fungi isolated from semiarid soil grow slower than fungi isolated from the arid soil. Some fungal isolates showed a high growth rate at pH 3, although the most of them were tolerant to the acidic conditions, they have greater growth rate at higher pH. The bacterial community from both soils exhibited distinctive TRFLP patterns when decrease of pH. T RFLP patterns of bacterial communities were more diverse than T RFLP profiles of fungal communities and exhibiting little differences with acid treatment, this result suggest that fungal communities are more resistant to the disturbance. Finally, we determined that decrease of pH induced changes in the phylotypes composition and structure of microbial communities in microcosms of semi-arid soil