Caracterização taxonômica e dos grupos funcionais da micobiota dos solos dos Campos de Cima da Serra Catarinense

Abstract

Um dos principais componentes bióticos associado a áreas de campo, que desempenham importantes serviços ecossistêmicos, é a micobiota, um dos mais diversos grupos de organismos nos solos de ecossistemas naturais terrestres. Além de rica, a comunidade fúngica do solo é considerada mantenedora da saúde dos ecossistemas. Apesar disso, diversas formações de campo são negligenciadas no Brasil, como os Campos de Cima da Serra, que são formações associadas aos Campos Sulinos, no sul do Brasil. Por consequência, a micobiota do solo dessas formações ainda é totalmente desconhecida. Dessa maneira, o objetivo principal deste trabalho é caracterizar taxonomicamente e funcionalmente a micobiota do solo associado a áreas de Campos de Cima da Serra. Para isso, foram coletadas 36 amostras compostas de solo em áreas representativas da formação. As amostras foram submetidas a sequenciamento metagenômico shotgun livre de PCR, que pode enviesar a análise da micobiota recuperada. Ainda, as amostras de solo foram submetidas à caracterização físico-química para determinação de fatores edáficos. Foram geradas ao todo cerca de 150 mil sequências representantes da região ITS do rRNA ribossomal, que permitiram a identificação de 613 gêneros inseridos em 18 filos do reino Fungi. Destes, 245 gêneros estão presentes em todas as áreas amostradas, e portanto compõem a comunidade principal da micobiota dos Campos de Cima da Serra. Apesar das áreas amostradas apresentarem índices de diversidade alfa semelhantes, ordenações de escalonamento multidimensional não métrico apontam para comunidades distintas, sendo suas composições influenciadas principalmente pela área de coleta e teor de Mg em modelos de perMANOVA. Inesperadamente e em contraste com os padrões observados globalmente, a maioria dos fatores edáficos testados não influenciaram de maneira significativa a composição das comunidades recuperadas. As comunidades identificadas são dominadas por fungos saprotróficos, seguidos de simbiotróficos e patotróficos, apresentando homogeneidade na dominância destes grupos funcionais ao longo do espaço amostral, indicando redundância funcional da micobiota em escalas locais. Os resultados obtidos aqui revelam a grande diversidade de fungos associados aos solos dos Campos de Cima da Serra. Ainda, apontam para uma grande heterogeneidade em escala local na micobiota dessas áreas. Os dados gerados neste trabalho servem de base para a criação de estratégias de conservação e monitoramento dos Campos de Cima da Serra que possam levar em consideração a micobiota e os diferentes serviços ecossistêmicos que o grupo desempenha. Estudos futuros devem buscar entender quais outros fatores abióticos e bióticos podem influenciar a composição das comunidades fúngicas, assim como entender qual o papel ecossistêmico dos gêneros dominantes nesta formação. Trabalhos que foquem no entendimento do efeito das pressões historicamente aplicadas nos Campos de Cima da Serra também poderão avançar de maneira significativa no conhecimento necessário para a conservação desta formação e sua diversidade associada.

An essential biotic component associated with grasslands, areas that contribute with ecosystem services, is the mycobiota, one of the most diverse groups in terrestrial ecosystems' soils. Besides being rich, fungal communities are considered ecosystem health maintainers. Despite this, some Brazilian grassland formations are neglected, such as the Campos de Cima da Serra, a unique formation associated with the Campos Sulinos in Southern Brazil. As a consequence, the soil mycobiota of these areas is still largely unknown. As such, the main aim of this work is to taxonomically and functionally characterize the soil mycobiota of these areas. In total, 36 soil samples were collected in the Campos de Cima da Serra region, which were sequenced using shotgun metagenomics, avoiding potential biases introduced by PCR-dependent methods. Chemical analyses were conducted to measure edaphic variables. Around 150.000 ITS rRNA representative sequences were generated, identifying 613 genera belonging to the Fungi kingdom. Of those, 245 genera constitute the Campos de Cima da Serra core mycobiota. Despite the evenness found in alpha diversity among sampled areas, non-metric multidimensional scaling showed that the identified communities have different compositions, being influenced mainly by sampling area and Mg content. Unexpectedly, the identified communities' composition did not respond to most of the tested edaphic factors, a global pattern for soil mycobiota. The Campos de Cima da Serra mycobiota is dominated by saprotroph species, followed by simbiotrophs and pathotrophs, showing dominant homogeneity through the sampling space, which is an indicator of functional redundancy at the local scale. The results obtained point to a great fungal diversity associated with Campos de Cima da Serra areas, which was until now completely unknown. In addition, these data indicate an important soil mycobiota local scale heterogeneity in terms of composition. The data generated in this work establish a baseline for monitoring and conservation strategies that account for the mycobiota and the ecosystem services associated with the group. Future studies should focus on a broader and deeper sampling of the soil mycobiota, and which abiotic and biotic factors can also modulate fungal community compositions, as well as understand which services the core mycobiota can execute. Also, studies dedicated to understanding the impact of constant pressures in the Campos de Cima da Serra region, such as fire and grazing, could significantly advance the required knowledge to preserve this formation and its associated diversity.