Estudio de la diversidad estructural y funcional de las comunidades microbianas de los suelos uruguayos con respecto a la fitodisponibilidad del fósforo

Abstract

El fósforo (P) es esencial para el crecimiento vegetal. El uso excesivo de fertilizantes fosfatados asociado a la intensificación agrícola ha tenido un fuerte impacto negativo en el ambiente y la economía. Los microorganismos del suelo desempeñan un papel clave en el ciclo del P, mediando su fitodisponibilidad a través de mecanismos enzimáticos. Los suelos de pastizales del bioma Campos desarrollados sobre diversos materiales parentales se caracterizan por una baja disponibilidad de P. En esta tesis se estudió: a) la diversidad estructural de las comunidades procariotas en cinco unidades de suelo con distintos materiales parentales y estado nutricional; b) los perfiles funcionales de estas comunidades vinculados al ciclo del P y su relación con las propiedades físico-químicas del suelo y c) la distribución y abundancia de ocho enzimas clave del ciclo del P en pastizales de Uruguay y del mundo. Las comunidades procariotas se estudiaron mediante un abordaje metagenómico (gen 16S rARN y metagenoma total). Los principales resultados fueron: a) la estructura del suelo, el contenido de nutrientes y la capacidad de retención de agua influyen en la composición de las comunidades procariotas, compuestas principalmente por Archaea, Firmicutes, Acidobacteria, Actinobacteria y Verrucomicrobia, con variaciones en su abundancia según el tipo de suelo. b) Los perfiles funcionales de las comunidades fueron modelados por las mismas propiedades físico-químicas que la diversidad taxonómica; la diversidad funcional fue menor que la taxonómica, lo que sugiere redundancia funcional. c) La fosfatasa alcalina PhoD fue la enzima más abundante y ampliamente distribuida filogenéticamente, seguida por las fosfatasas ácidas NSAP-A y NSAP-C. Se encontró una fuerte asociación entre la abundancia y diversidad de los genes que codifican estas tres enzimas y el pH, la temperatura máxima y la evapotranspiración. Los resultados indican que la diversidad procariota estructural y funcional se ve influenciada por las propiedades físico-químicas del suelo y variables ambientales, por lo que su comprensión es esencial para la gestión sostenible del P en agroecosistemas del bioma Campos.