Tesis Doctorado
Diversidad genética y funciónal de grupos bacterianos en suelos con diferente tipo ce cobertura vegetal: efectos biógeográficos y perturbación humana
Autor
Guevara-García, Rafael
Institución
Resumen
Los factores que determinan la distribución y abundancia de las bacterias y el papel de
la diversidad bacteriana en el funcionamiento de los ecosistemas son dos temas claves
que tradicionalmente han sido poco abordados en los estudios ecológicos. Esto se
debe fundamentalmente a problemas conceptuales y metodológicos que han sesgado
el conocimiento de la diversidad bacteriana.
La composición de la hojarasca tiene un papel crítico en la determinación de las
propiedades del suelo. Además, dado que las comunidades microbianas del suelo
obtienen de la hojarasca su principal fuente de nutnentes, estas comunidades estarían
fuertemente relacionadas con la comunidad de plantas que conforma la cobertura
vegetal. El presente trabajo buscó establecer si el tipo de cobertura vegetal (bosque vs.
praderas y matorrales, en dos localidades geográficas) influye sobre la estructura,
composición y actividad metabólica de la comunidad bacteriana total del suelo y sobre
la diversidad y actividad de las bacterias fijadoras de nitrógeno.
Para responder estas preguntas estudiamos las bacterias del suelo del bosque
de olivillo (Aextoxjcon punctafum R. et Pav.) de la Cordillera de la Costa de Chile
central-sur y de las matrices no-forestadas que lo rodean. En el período Terciario el
bosque de olivillo formaba un continuo a lo largo de la costa de Chile. En la actualidad,
persisten fragmentos aislados en el extremo norte de su distribución que están insertos
en una matriz de matorral semiárido (Parque Nacional Fray Jorge, 300 S). Hacia el sur
su distribución alcanza la región templada lluviosa en la Isla de Chiloé (421 S). No obstante, los bosques de olivillo en los extremos norte y sur de la distribución
presentan una similar composición química del suelo, asociada a una semejante
composición florística del dosel arbóreo. Dado estos antecedentes postulamos que los
ensambles microbianos de los suelos de estos bosques de olivillo, geográficamente
separados (Chiloé y Fray Jorge), serían similares en estructura, composición y
actividad metabólica. Además, estos ensambles deberían diferir de aquellos asociados
a las matrices no-forestadas, donde estos bosques están insertos: una pradera
antropogénica de reciente creación en Chucé y un antiguo matorral semiárido en Fray
Jorge. También se buscó establecer qué factores edáficos podrían explicar la
composición de las comunidades bacterianas asociadas a cada tipo de cobertura
vegetal.
La diversidad genética de la comunidad bacteriana total y de las bacterias
fijadoras de nitrógeno se estirió mediante métodos moleculares (T-RFLP, DGGE y
ClOflación-secuenciaciór,) usando el gen del 16S rRNA y el gen nifi-!, respectivamente.
Por otro lado, la diversidad metabólica de la comunidad bacteriana se determinó por
análisis de CLPP, mientras que la fijación de nitrógeno en el suelo se estimó mediante
la tasa de reducción de acetileno (TRA). La similitud entre las muestras de los
diferentes tipos de cobertura se estimó mediante análisis de agrupamiento a partir de
los perfiles de DGGE, T-RFLP y CLPP. La diversidad genética y metabólica, se
correlacionaron con los factores edáficos de cada tipo de cobertura mediante OCA.
Los resultados mostraron que los suelos de los bosques, a pesar de su
separación geográfica, presentan similitudes en cuanto a: densidad aparente,
contenido hídrico y relación CIN del suelo y hojarasca, sin embargo, difieren en pH y
capacidad de intercambio catiónico. Las comunidades bacterianas de los suelos de
bosques de olivillo (Chiloé y Fray Jorge) se agruparon con valores de similitud mayores al 75%, aún cuando presentaron características particulares de cada localidad. Las
comunidades bacterianas, a su vez, difirieron de aquellas presentes en los suelos de
las matrices no-forestadas adyacentes. Estas diferencias fueron mayores en Fray
Jorge, donde las comunidades de los suelos del matorral semiárido fueron las más
divergentes. Para el grupo funcional de diazótrofos, sin embargo, no se observó un
agrupamiento de las muestras consistente con el tipo de cobertura vegetal.
El pH y la relación C/N del suelo y la hojarasca fueron los factores que mejor
explicaron la composición de la comunidad bacteriana total, mientras que la relación
C/N de Ja hojarasca fue el mejor descriptor de Ja composición del gremio de
diazótrofos. El matorral semiárido de Fray Jorge mostró la mayor diversidad a nivel de
la comunidad bacteriana total determinada por el índice de Shannon, pero presentó la
menor diversidad de diazótrofos. En los bosques de olivillo y en la pradera
antropogénica de Chucé dominaron las Proteobactenas, mientras que en el matorral de
Fray Jorge el phylum Acidobacteria fue el mejor representado. A nivel de las bacterias
fijadoras de nitrógeno se observó una correlación positiva entre la diversidad del gen
nifH y la tasa de reducción de acetileno.
Los resultados indicaron que el tipo de cobertura vegetal, a través de la relación
CIN, es un factor importante en la conformación de las comunidades bacterianas del
horizonte superficial del suelo y que cambios en el tipo de cobertura podrían modificar
la composición de estas comunidades. PFCHA-Becas Doctor en Ciencias Mención en Ecología y Biología Evolutiva 210p. PFCHA-Becas TERMINADA