Análise metagenômica de microrganismos do ciclo do nitrogênio em solos expostos por recuo da Geleira Collins, Antártica

Abstract

A Antártica é uma das região mais envolvidas nos debates sobre os efeitos de Mudanças Climáticas. O recuo de frentes de geleira tem sido considerado um dos efeitos mais evidentes dessas mudanças, tendo como consequência a exposição de uma porção de solo que estava previamente coberta de gelo durante centenas a milhares de anos. Embora a ciclagem do Nitrogênio (N) tenha sido relativamente bem estudada em frente de geleiras de montanha e do Ártico, há poucos relatos sobre solos da Antártica. Este projeto tem como objetivo estudar o papel dos microrganismos na ciclagem de N nos solos da Antártica. As amostras de solo foram coletadas em frente a geleira Collins, na Ilha Rei George, Península Antártica, durante o verão de 2016/17. Estes solos foram submetidos à extração do DNA total da comunidade microbiana e o sequenciamento do metagenoma pela tecnologia whole genome shotgun (WGS). As análises de bioinformática do sequenciamento, foram realizadas no servidor MG-RAST identificação taxonômica dos genes de microrganismos de fixação de N (nifH), nitrificação (amoA), denitrificação (nirK/S e nosZ). A ocorrência, abundância e variação destes genes foram interpretadas frente ao tempo de exposição das amostras (idade do recuo da geleira) e aos parâmetros físico-químicos do solo por estatística multivariada. Os resultados mostraram que, a sucessão ecológica em solos de recuo de geleira da Antártica tem início em um ambiente anaeróbio e com pH mais alcalino, onde a desnitrificação é o processo dominante. O solo intermediário (100 m) é mais aeróbio e a amônia torna-se um importante doador de elétrons para o metabolismo microbiano, ocorrendo a presença de bactérias nitrificantes. Nos solos mais distantes (300 e 400 m) a fixação de N2 é mais abundante e pode estar relacionada à presença de gramíneas no solo. Os processos do ciclo do Nitrogênio nos solos da Geleira Collins ocorrem de forma similar aos relatados em outras geleiras da Antártica e da China, exceto na nitrificação.