Análisis de la estructura y diversidad de las comunidades microbianas en suelo a través de un gradiente de temperatura

Abstract

The heterogeneity of the soil gives rise to diverse microenvironments and diversity, it has been documented that prokaryotes and fungi are the organisms that dominate this complex environment. Multiple factors modulate its structure and diversity, however, only a few works show the changes in microbial communities exposed to underground fires, and the temperature gradients that these generate. It is in this way that a detailed metagenomic analysis of the prokaryotic and fungal communities can help to understand the mechanisms by which these microbial taxa are able to overcome such conditions. In this work, diversity data obtained through different temperatures in Pueblo Viejo soils are presented. The temperatures recorded cover a range from 27 to 54 °C. A metagenomic approach showed that, the Pueblo Viejo soils are dominated by 23 phyla of bacteria and archaea, as well as 5 fungal phyla, the diversity indices showed that the bacteria harbor higher thermotolerance than fungi, even at 42 °C the diversity is very similar at 27 °C (control soil), in addition some bacterial taxa are positively related to the increase in temperature. Additionally, the soil bacterial isolation showed that in affected areas the taxa adequacy with greatest thermotolerance has been promoted. Likewise, the identification of some isolates showed the presence of two taxa that increase their abundance in the affected soils. These results show that Actinobacteria and Firmicutes increase their abundance in soils affected by fire through greater thermotolerance.

El suelo como un ambiente altamente heterogéneo da lugar a diversos microambientes y a la diversidad, siendo los procariotas y hongos los organismos más abundantes. Diversos factores modulan su estructura y diversidad, no obstante, pocos son los trabajos que revelan los cambios en las comunidades microbianas expuestas a incendios subterráneos y los gradientes de temperatura que estos generan, es de esta forma que, un análisis metagenómico detallado de las comunidades procariotas y fúngicas de estos suelos puede ayudar a entender los mecanismos mediante los cuales estos taxa microbianos son capaces de adecuarse a tales condiciones. En este trabajo se presentan datos de diversidad obtenidos a través de distintas temperaturas en suelos de Pueblo Viejo. Con temperaturas desde 27 hasta 54 °C. El análisis metagenómico mostró que los suelos de Pueblo viejo son dominados por 23 phyla de bacterias y arqueas, así como 5 phyla fúngicos. Los índices de diversidad demostraron que las bacterias presentan una mayor termotolerancia que los hongos, pues inclusive a 42 °C la diversidad es muy parecida a 27 °C (suelo control). Además, algunos taxa bacterianos son relacionados de manera positiva con el incremento de temperatura. Adicionalmente, el aislamiento de bacterias de los suelos demostró que en el suelo afectado por incendios se ha promovido la adecuación de taxa con mayor termotolerancia que el suelo control, la identificación de algunos aislados exhibió la presencia de dos grupos que incrementan su abundancia en los suelos afectados. Estos resultados demuestran que los taxa Actinobacteria y Firmicutes incrementan su abundancia en suelos afectados por incendios debido a una mayor termotolerancia.