Análise de microbiomas de solos de Terra Preta de Índio da Amazônia

Abstract

Resumo: A Terra Preta de Índio (TPI), também chamada de Terra Preta Arqueológica (TPA), Amazonian Dark Earths (ADE) ou simplesmente Terra Preta (TP), é conhecida pela sua alta fertilidade e por ser distinta do solo usualmente presente na região amazônica. A TPI é comumente encontrada em sítios arqueológicos e estudos indicam a participação de diversas tribos indígenas pré-colombianas na preparação destas terras, com a utilização de diferentes materiais, incluindo fragmentos cerâmicos, artefatos rochosos e carvão. Neste trabalho, a biodiversidade de procariotos em solos TPI foi avaliada utilizando método independente de cultivo através da extração do DNA, amplificação da região V4 do gene 16S rDNA, sequenciamento utilizando a plataforma Illumina MiSeq e o resultado das análises foi processado utilizando o programa Qiime. Amostras de solo de três locais da região amazônica foram analisadas: Caldeirão (AM), Teotônio (RO) e Santa Paula (RO). Em cada local, cinco amostras de TPI e de solos adjacentes, com características típicas do solo da região amazônica (indicados neste trabalho, como solos de referência), foram coletadas em cinco diferentes profundidades (faixas de 0-10, 10-20, 20-30, 30-60 e 60-90 cm). As replicatas foram coletadas de pontos localizados a uma distância de cerca de 60 metros. Análises de ??-diversidade indicaram uma clara distância entre a diversidade procariótica observada em TPI e no solo de referência, bem como na profundidade de cada tipo de solo. Essa diversidade foi maior na camada superior do solo e diminuiu com a profundidade, tanto em solos TPI como nos de referência. Nossos resultados indicaram que as amostras foram agrupadas principalmente com relação ao tipo de solo e com a profundidade da camada de coleta. Os locais de coleta e os tipos de vegetação presentes parecem apresentar pouca interferência na biodiversidade presente. Nossos resultados sugerem que a diferença na abundância de determinados filos em cada solo e/ou camada parece ter um importante papel na fertilidade do solo e contribuem fortemente para as características dos solos TPI.

Abstract: Amazonian Dark Earths (ADE), also known as Terra Preta de Índio (TPI), is a high fertile soil and it has distinct features as compared to the soil usually found in the Amazon region. ADE is commonly found in archaeological sites within the extension of the Amazon region, and archaeological studies indicate that several pre-Columbian Indian tribes were involved in the preparation of these lands with adding different materials including ceramic fragments, rock artifacts and charcoal. In this work, the prokaryotic biodiversity in ADE soils was evaluated using an independent culture method by DNA extraction, amplification of the V4 region of the 16S rDNA gene, DNA sequencing using the Illumina MiSeq platform and processing data using the Qiime pipeline. Soil samples from three sites of the Amazon region were analyzed: Caldeirão (Amazonas state), Teotônio and Santa Paula (both in Rondonia state). At each site, five samples of both ADE and adjacent soils with typical Amazonian soil characteristics (referred here as reference soils) were collected at five different depths (0-10, 10-20, 20-30, 30-60 and 60-90 cm). The replicates were collected from points located at a distance of about 60 meters from each other. ??-diversity analyzed indicated a clear distance between the observed prokaryotic diversity in ADE and the reference soil, as well as with depth of each soil type. This diversity was higher in the upper soil layer and decreased with depth in both ADE and reference soils. Our results indicated that samples were grouped mainly in relation to the soil type and depth. Influence on the sample location or vegetation type present on each site seems to have lower interference on prokaryotic biodiversity. Our results suggest that the difference in the abundance of certain Phyla in each soil and/or layer seems to have a strong role in soil fertility and contribute strongly to the characteristics of the ADE soil.