O estudo buscou avaliar a diversidade de genes funcionais microbianos em solos da Amazônia, submetidos a diferentes formas de uso, empregando o Geochip. Este é um microarranjo com sondas para genes relacionados a diversos processos funcionais, incluindo ciclos biogeoquímicos. Foram avaliados solos de floresta primária, pastagens e floresta secundária. A conversão de floresta para pastagem causou alteração da estrutura funcional da comunidade e redução da diversidade de genes, e o crescimento da floresta secundária restabeleceu a estrutura e diversidade original. Fatores físico-químicos do solo correlacionaram significativamente com a estrutura da comunidade, indicando importância dos mesmos para o perfil observado. A análise de associação de genes aos ambientes revelou diferentes respostas, e um maior número de genes associados às duas florestas. Os resultados mostraram que o uso do solo para pastagem causa impactos sobre a diversidade e a abundância de genes de importância ambiental e um restabelecimento do potencial funcional na floresta secundária. / The functional gene diversity of Amazon soils under different land use systems was accessed by Geochip, which is a microarray targeting genes related to a variety of processes, including biogeochemical cycles. Soils from a primary forest, three pastures and a secondary forest were analyzed. The forest to pasture conversion led to functional structure changes and functional gene diversity loss, whereas the secondary forest growth promoted the recovery of a profile found in primary forest. Correlation of soil physical-chemical properties with the community structure was found, suggesting that soil characteristics may be driving the biological profile observed. The association index showed a range of responses and a greater number of genes associated to both forests. The results revealed an impact of pasture establishment on the diversity and abundance of environmentally important genes, and a recovery of the functional potential with secondary forest growth.

A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

A estrutura da comunidade e a diversidade fúngica do solo sob a copa de quatro espécies arbóreas (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Mollinedia schottiana e Tabebuia serratifolia), no Parque Estadual de Carlos Botelho (PECB), foram examinadas em duas estações climáticas distintas, utilizando-se PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones da região ITS do rDNA. As relações entre as estruturas das comunidades fúngicas, a concentração de carbono na biomassa microbiana (CBM), os atributos químicos do solo e as diferentes frações da matéria orgânica do solo (MOS), foram avaliadas utilizando-se análise de redundância. O valores de pH, MO, C, Ca, V% e Al apresentaram diferenças significativas no solo sob a copa das diferentes espécies de árvores amostradas. Os maiores valores de pH, MO, C, Ca e V% foram observados sob a copa de O. dispersa, enquanto que as maiores concentrações de Al foram observadas no solo sob a copa de O. teleiandra. A concentração de ácidos húmicos (AH) foi significativamente maior no solo sob a copa de O. dispersa. A concentração de CBM foi maior na época de baixa pluviosidade, independente da espécie vegetal. As estruturas das comunidades fúngicas dos solos sob a copa das quatro diferentes espécies de árvores analisadas mostrou comunidades distintas no solo sob a copa de cada espécie de árvore avaliada. As estruturas das comunidades fúngicas mostraram também variação em relação à pluviosidade. A estimativa de riqueza de UTOs, com base no sequenciamento de clones da região ITS do rDNA, foi significativamente diferente entre as amostras analisadas. Com base no índice de Shannon, a diversidade fúngica no solo sob a copa de Ocotea dispersa foi maior do que no solo sob a copa das demais espécies de árvores. A afiliação filogenética das UTOs mostrou a ocorrência dos filos Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota e Glomeromycota, em ordem de abundância, além de fungos não-cultivados que compreenderam 25% das sequências analisadas. UTOs relacionadas ao filo Basidiomycota foram as mais abundantes no solo sob a copa das quatro espécies arbóreas analisadas (67% em MS, 59% em OT, 66% em TS e 57% em OD). Nesse filo, as UTOs representando Cryptococcus podzolicus e Trichosporon sporotrichoides foram as mais abundantes. De Zygomycota, UTOs afiliadas ao gênero Mortierella foram mais abundantes. Dessa forma, pode-se concluir que a diversidade e a estrutura de comunidades de fungos no solo depende da espécie vegetal crescendo no mesmo, e podem estar associadas aos teores de matéria orgânica, nitrogênio e saturação por bases. / The community structure and diversity of fungi in soil under the canopy of four tree species (Ocotea dispersa, Ocotea teleiandra, Tabebuia serratifolia, and Mollinedia schottiana), in the Carlos Botelho State Park (PECB) were examined in two different seasons, using PCR-DGGE and rDNA ITS region clone library sequencing. The relationships between fungal community structures, concentration of microbial biomass carbon (MBC), soil chemical properties, and different fractions of soil organic matter (SOM) were evaluated using redundance analysis. The pH, OM, C, Ca, Al, and V% showed significant differences in soil under the canopy of different species of trees. The highest values of pH, OM, C, Ca, and V% were observed under the O. dispersa canopy, while the highest concentrations of Al were observed in the soil under the O. teleiandra canopy. The concentration of humic acid (HA) was significantly higher in soil under the canopy of O. dispersa. The concentration of MBC was higher in the low rain precipitation season, regardless of plant species. The fungal community structures observed in soil under the canopies of the studied tree species were distinct in each soil microenvironment. The fungal community structures also showed variation with the variation in rain precipitation. The estimated OTU richness based on the sequencing of clones of the rDNA ITS region was significantly different between samples. Based on the Shannon diversity index, the fungal diversity in soil under the canopy of Ocotea dispersa was higher than in soil under the canopy of other tree species. The phylogenetic affiliation of OTUs showed the occurrence of phyla Basidiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Chytridiomycota and Glomeromycota, in order of abundance, and non-cultivated fungi that comprised 25% of the analyzed sequences. OTUs related to the phylum Basidiomycota were more abundant in soil under the canopies of all studied tree species (67% in MS, 59% in OT, 66% in TS and 57% in OD). In this phylum, OTUs affiliated to Cryptococcus podzolicus and Trichosporon sporotrichoides were the most abundant. From Zygomycota, OTUs affiliated to the genus Mortierella were more abundant. It can be concluded that the fungal diversity and community structure in the soil depends on the plant species growing in it, and may be associated with the concentration of organic matter, nitrogen, and base saturation.

O nitrogênio é o quinto elemento mais abundante em nosso sistema solar, é essencial para a síntese de ácidos nucleicos e proteínas, os dois polímeros mais importantes da vida. Apesar da importância do nitrogênio e sua abundância na atmosfera, o N2 é praticamente inerte; assim, as formas de nitrogênio inorgânico fixados mais comuns são os íons nitrato e amônio que muitas vezes limitam a produtividade primária nos ecossistemas marinhos e terrestres. Uma biosfera ativa requer a incorporação do nitrogênio em moléculas biológicas por meio da fixação de nitrogênio, um processo no qual os domínios em procarióticos Bacteria e Archaea reduzem gás nitrogênio em amônia. Porém, a maioria dos organismos não pode fixar nitrogênio, mas sim obtê-lo na forma de nitrogênio orgânico a partir do ambiente, ou a partir da redução do nitrato. O amônio é retornado para o ambiente quando os organismos morrem e isto depende da presença do oxigênio nestes locais. Na presença do oxigênio, o amônio é oxidado em nitrato, numa via conhecida como nitrificação. Na ausência de oxigênio, o nitrato é utilizado por muitos microrganismos como um receptor de elétrons, como na redução dissimilatória de nitrato a amônia (DNRA), acoplada à oxidação anaeróbica de carbono orgânico; o nitrato pode ser convertido em gás dinitrogênio pela desnitrificação, ou ainda uma via alternativa pode transformar o nitrogênio fixado em N2, realizada por um grupo de bactérias conhecido como planctomycetes, onde a oxidação do amônio é acoplada a redução de nitrato, no processo chamado anammox. Neste trabalho de tese foi realizada a avaliação do ciclo do nitrogênio, buscando entendimento de três vias de transformação deste elemento. Neste sentido, estas vias foram avaliadas quanto as suas taxas de ocorrência, com uso incubações do sedimento de manguezais e nitrogênio marcado, como também por meio da identificação de genes funcionais envolvidos nestes três processos, por meio de pirosequenciamento. O grupo Planctomycetes ainda pode ser estudado utilizando a hibridização com sonda fluorescente in situ FISH. Os resultados indicam a presença marcante de genes identificados como parte da via desnitrificação, assim como as taxas de incubação observadas para esta via foram muito expressivas quando comparadas com as taxas obtidas para o processo anammox e DNRA. Os resultados obtidos com as análises metagenômicas e com a técnica FISH sustentam os resultados obtidos com as incubações. Pode-se observar que a filogenia sugere a tendência do agrupamento com organismos planctomycetes não descritos como responsáveis pelo processo anammox. Por meio da técnica FISH pode-se confirmar a detecção destas bactérias e visualizar sua menor presença nos manguezais amostrados, quando comparadas às bactérias totais encontradas nestas amostras. / Nitrogen is the fifth most abundant element in our solar system, essential for the synthesis of nucleic acids and proteins, one of the most important polymers of life. Despite the importance of nitrogen and its overwhelming abundance in the atmosphere, N2 is practically inert, so the most commom forms of inorganic nitrogen fixed are nitrate and ammonium ions, which often limit primary productivity in marine and terrestrial ecosystems. An active biosphere requires the incorporation of nitrogen in biological molecules through nitrogen fixation, a process in which domains Archaea and Bacteria reduce nitrogen gas into ammonia. The most organisms can\'t fix nitrogen, but they can get it in inorganic nitrogen form from the environment or from the reduction of nitrate. The ammonia is returned to environment when organisms die and it depends on the presence of oxygen at these sites. In the presence of oxygen, ammonia is oxidized to nitrate, in a way known as nitrification, and in the absence of oxygen, the nitrate being used by many microbes as an electron acceptor, such as dissimilatory nitrate reduction to ammonia (DNRA), coupled to anaerobic oxidation of organic carbon. The nitrate can be converted to dinitrogen gas by denitrification, or an alternative route can turn fixed nitrogen in N2, performed by a bacteria group known as Planctomycetes, where oxidation is coupled to the ammonium nitrate reduction, in a process called anammox. In this work, with mangrove sediments from Bertioga city, State of São Paulo, the evaluation of these three pathways of nitrogen transformation was performed as their rates of occurrence, with incubations with labeled nitrogen, as well as through the identification of functional genes involved in these three cases, by pyrosequencing. The group Planctomycetes can also be studied using the hybridization probe FISH fluorescence in situ. The results show the strong presence of genes identified as part of the denitrification pathway, as well as the rates observed for incubation of this pathway were very significant when compared with the rates obtained for the process anammox and DNRA. The results obtained from the metagenomic analyze and the FISH technique support the results obtained with incubations. It can be observed that the trend suggests the phylogeny of the organisms group with Planctomycetes not described as responsible for anammox process. Through the FISH technique, it was possible to confirm the detection of these bacteria and view its reduced presence in mangrove sampled compared to total bacteria found in these samples.

Os lodos de curtume apresentam elevados teores de nutrientes e potencial de neutralização da acidez do solo, possibilitando sua utilização em áreas agrícolas, como uma alternativa para disposição e reciclagem desses resíduos. Por outro lado, o acúmulo no solo de altas concentrações de alguns elementos, como nitrogênio, sódio e cromo, provenientes dos lodos de curtume, podem proporcionar impactos negativos ao meio ambiente. Como os microrganismos desempenham função importante na sustentabilidade do solo e nutrição vegetal e respondem prontamente a alterações ambientais, torna-se importante estudar o impacto da utilização em conjunto do lodo do caleiro e lodo primário da ETE (com teor reduzido de cromo) sobre os atributos biológicos do solo. No presente trabalho avaliaram-se os atributos microbiológicos do solo em um experimento de campo instalado em Rolândia (PR), com a aplicação de doses de lodo de curtume (0, 3,4, 13,5, 23,6 e 33,7 Mg ha-1 em 2006 e 0, 2,3, 9,0, 15,8 e 22,6 Mg ha-1 em 2007) baseadas no teor de N total do lodo, com doses equivalentes entre 0 e 1200 kg ha-1 de N total. O delineamento experimental foi o de blocos completos casualizados com quatro repetições. A aplicação de lodo de curtume alterou a estrutura genética de bactérias, principalmente logo após cada aplicação do resíduo. Os tratamentos que receberam lodo apresentaram comunidade bacteriana diferenciada daquela do tratamento controle. Verificou-se que o efeito do lodo sobre essas populações é mais prolongado no primeiro ano de aplicação, com efeitos ainda evidentes após 300 dias da aplicação. No segundo ano da aplicação, não houve diferença nas comunidades bacterianas entre as menores doses e o controle após 260 dias da aplicação. O mesmo resultado foi observado para a atividade biológica do solo. Os atributos mais influenciados pela aplicação do resíduo foram as atividades da asparaginase e urease. Os resultados mostram que a alteração da estrutura da comunidade microbiana tem relação direta com as modificações na atividade biológica desse solo. A densidade de esporos de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) diminuiu com o aumento das doses de lodo de curtume. A taxa de colonização radicular foi alta (64%), mas sem efeito significativo da aplicação de lodo. Foram encontradas 18 espécies de seis gêneros de FMA (Acaulospora, Glomus, Gigaspora, Scutellospora, Paraglomus e Ambispora). Houve queda na diversidade e modificação nas frequências relativas dos FMA nas maiores doses de lodo, assim como, o lodo de curtume alterou a composição de espécies de FMA, modificando a condição micorrízica desse solo. Altas doses de lodo de curtume também alteraram a estrutura da comunidade microbiana baseada no perfil de ácidos graxos de fosfolipídios (PLFA). O consumo de substratos de carbono pela comunidade microbiana foi acelerado e intensificado pela aplicação do resíduo, mostrando que o potencial metabólico dessa comunidade foi diferente do tratamento que não recebeu o resíduo. As alterações observadas nos atributos microbiológicos estão relacionadas às modificações nos atributos químicos do solo, decorrentes da aplicação do lodo de curtume, principalmente ao aumento do teor de N inorgânico e à elevação do pH do solo. / Tannery sludge is a residue with a high content of nutrients and soil acidity neutralization power, which allow its use in agricultural areas and could be an advantageous alternative for its final disposal and recycling. Furthermore, the accumulation in soil of high concentrations of certain elements, such as nitrogen, sodium and chromium, typically present in tannery sludge can provide negative impacts on the environment. Microorganisms play a very important role in soil sustainability and plant nutrition, as well as, respond quickly to environmental changes. Thus, it becomes important to study the impact of a material resulting of the mixture of sludge from the liming process and the primary sludge from the wastewater treatment plant, with a low level of chromium, on soil biological attributes. This study aimed to evaluate the microbial soil attributes after application of tannery sludge doses (0, 3,4, 13,5, 23,6, and 33,7 Mg ha-1 in 2006 and 0, 2,3, 9,0, 15,8, and 22,6 Mg ha-1 in 2007) based on total N content of sludge, with doses equivalent to 0 up to 1200 kg ha-1 total N. Tannery sludge application modified the genetic structure of the bacterial community mainly right after each sludge application. There was a clear separation between the bacterial communities in different treatments, being that each dose of sludge imposed a specific community different from the control. It was verified that the effect of sludge on these bacterial populations is more extended in the first year of application, when the effect remained until after 300 days of application. In the second year of sludge application, there was no difference in the bacterial community among the smallest doses and the control after 260 days of the application. The same result was observed regarding soil biological activity. The most influenced properties by the application of tannery sludge were asparaginase and urease activities (both are related to the N cycle). Changes in the structure of the bacterial community were directly related to changes of biological activity in this soil. The AMF spore density decreased with increasing doses of tannery sludge. The rate of AMF root colonization was high (64%) and stayed unaffected by the sludge. Eighteen AMF species belonging to six genera (Acaulospora, Glomus, Gigaspora, Scutellospora, Paraglomus and Archaeospora) were recorded. At the highest doses of sludge we observed decreased AMF species diversity and changes in their relative frequencies. Furthermore, the tannery sludge altered AMF species composition, modifying the mycorrhizal status of this soil. High doses of tannery sludge modified the microbial community structure based on the phospholipids fatty acids (PLFA) profile. The carbon substrate consumption by the microbial community was accelerated and intensified by sludge application, showing that the metabolic potential of this community was different from that of the control. The changes observed in the microbial attributes are related to modifications in the soil chemical attributes, mainly to the increases of inorganic N and soil pH.

O uso da associação entre glifosato e atrazina para a cultura do milho geneticamente modificado tolerante ao glifosato é uma das opções de controle de plantas daninhas nesta cultura. Portanto, o objetivo principal desse trabalho foi avaliar a influência do uso desta associação em um Latossolo vermelho-escuro proveniente do bioma Cerrado do Brasil através dos ensaios de degradação e mineralização desses herbicidas, carbono da biomassa microbiana e carbono mineralizado pelo solo. Os tratamentos para os ensaios de mineralização e degradação constaram da combinação entre 14C-glifosato na dose de campo (2,88Kg ha-1) a 0, 1/2, 1 e 2 vezes a dose de campo de atrazina (3,00Kg ha-1) e 14C-atrazina na dose de campo a 0, 1/2, 1 e 2 vezes a dose de campo de glifosato. A mineralização dos herbicidas foi medida aos 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 e 63 dias e a degradação aos 0, 7, 28 e 63 dias após o início do experimento. A avaliação do carbono da biomassa microbiana foi realizada aos 21 e 63 dias após o início do ensaio e foram utilizados os mesmos tratamentos com a inclusão de uma prova em branco (solo sem herbicida). O ensaio de mineralização de carbono pelo solo foi feito através da quantificação do CO2 desprendido aos 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 e 63 dias após o início do ensaio, e também teve a inclusão de uma prova em branco. Os resultados demonstraram influência na degradação e mineralização da atrazina devido a presença do glifosato. A meia-vida de mineralização de atrazina teve uma variação de aproximadamente 100 dias quando foi comparada a aplicação individual de atrazina a associação com o dobro da dose de glifosato. A influência da atrazina na degradação e mineralização de glifosato não foi nítida. A presença de atrazina provocou queda no carbono da biomassa microbiana do solo e ocorreu um aumento na velocidade e quantidade de carbono mineralizado pelo solo. Não houve alteração no carbono da biomassa microbiana do solo e mineralização de carbono pelo solo devido a adição de glifosato. Nos tratamentos em associação, a presença do glifosato no sistema impediu a redução da biomassa microbiana devido ao efeito da atrazina. A associação entre glifosato e atrazina favoreceu a mineralização de carbono pelo solo comparada a aplicação individual de glifosato. Esses resultados demonstram a necessidade por parte da pesquisa em considerar a possibilidade de interação entre os diversos xenobióticos, o que pode alterar seus comportamentos individuais no solo. / The use of glyphosate and atrazine in association for transgenic corn tolerant to glyphosate is an option to weed control in this case. Therefore, the aim of this work was to assess the influence of this association in an Oxisoil from Brazil through the degradation, mineralization, microbial biomass and carbon mineralization of soil tests. The treatments of mineralization and degradation tests consisted of the combination between 14C-glyphosate in the field rate (2,88Kg ha-1) and 0, ½, 1 and 2 times the field rate of atrazine (3,00Kg ha-1). The mineralization of herbicides was measured at 0, 3, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56, and 63 days and the degradation was measured at 0, 7, 28 and 63 days after the beginning of the tests. The evaluation of microbial biomass was performed at 21 and 63 days after the beginning of the test and was used the same treatments of the degradation and mineralization tests, but it was included a control (soil without application of herbicides). The test of carbon mineralization of soil was done by measuring the CO2 evolved at 0,7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 and 63 days after the beginning of the test and had the same control of the microbial biomass test. The results showed an influence on degradation and mineralization of atrazine due to the presence of glyphosate. The half-life of atrazine mineralization had a variation of about 100 days when it was compared the atrazine application alone to its association with glyphosate at double rate. The influence of atrazine in degradation and mineralization of glyphosate wasnt clear. The presence of atrazine caused decrease in the microbial biomass of soil and occurred an increase in speedy and amount of carbon mineralized by soil. No change was observed in microbial biomass and carbon mineralized by soil due to glyphosate application. In the treatments that was used the association, the presence of glyphosate in the system prevented decrease of microbial biomass due to the effect of atrazine. The association between glyphosate and atrazine favored the carbon mineralization by soil when compared to glyphosate applied alone. These results demonstrate a need to consider the possibility of interactions between several xenobiotics, wich can modify their behaviors in the soil.

Espodossolos são formados pelo processo de podzolização, o qual envolve a migração de complexos organometálicos ao longo do perfil do solo. No Brasil, esses solos ocorrem principalmente nas planícies litorâneas e região norte da Amazônia. Espodossolos bem-drenados podem apresentar manchas brancas empobrecidas em matéria orgânica, em relação às áreas adjacentes, nos horizontes mais profundos. Tem sido sugerido que essas manchas se desenvolvem pela degradação seletiva da matéria orgânica por micro-organismos do solo. No entanto, os microorganismos que participam desse processo não são conhecidos. O presente estudo teve como objetivo comparar a estrutura de comunidades e a diversidade de Bacteria e Archaea nas manchas brancas, em relação ao solo adjacente. Foram estudados três perfis de Espodossolos, nas cidades de Bertioga (BT) e Ilha Comprida (IC1 e IC2), no Estado de São Paulo. Em cada perfil foram amostrados os horizontes característicos, e nos horizontes mais profundos foram coletadas amostras das manchas brancas (M) e do solo adjacente às mesmas (S). Foram avaliados os atributos químicos do solo, bem como a estrutura das comunidades de Bacteria e Archaea por PCR-DGGE e sequenciamento parcial do gene rRNA 16S. Os Espodossolos foram caracterizados como muito ácidos e pobres em nutrientes. A análise da estrutura das comunidades de procariotos por PCR-DGGE mostrou comunidades distintas de Bacteria e Archaea ao longo do perfil dos solos estudados. Porém, apenas a estrutura de comunidades bacterianas apresentou diferenças significativas nas manchas brancas, em relação ao solo adjacente. Com base no sequenciamento de clones do gene rRNA 16S, as comunidades bacterianas dos três perfis avaliados apresentaram menor diversidade nas manchas brancas em relação ao solo adjacente, sugerindo que nas manchas ocorreu a seleção de grupos específicos. Nas manchas brancas do perfil BT predominaram UTOs associadas ao filo Proteobacteria, com dominância de UTOs filogeneticamente associadas à Pseudomonas. Já nos perfis IC1 e IC2 predominaram UTOs associadas à Acidobacteria nas manchas brancas. Tanto Pseudomonas quando Acidobacteria possuem alta capacidade metabólica e podem estar envolvidas na degradação seletiva da matéria orgânica durante a formação das manchas brancas. O sequenciamento de clones de Archaea mostrou a predominância de UTOs filogeneticamente relacionadas à Crenarchaeota, tanto nas manchas brancas como no solo adjacente, e que não houve diferenças significativas entre comunidades das manchas brancas em relação ao solo adjacente. Porém, as comunidades de Archaea dos diferentes locais de amostragem foram diferentes estatisticamente. Dessa forma, pode-se concluir que bactérias, principalmente Pseudomonas e Acidobacteria poderiam estar envolvidas na formação de manchas brancas em Espodossolos, e que a seleção de grupos bacterianos específicos nas manchas pode depender de condições ambientais específicas. / Podzolic soil formation involves the migration of organometallic complexes along the soil profile, the so called podzolization process. In Brazil, podzols are observed mainly in the coastal plains and north Amazonia. Well-drained podzols often show organic matter depleted bleached mottles in deeper horizons, and it has been suggested that development of these mottles is due to the selective degradation of the organic matter by soil microorganisms. However, the microorganisms involved in this process are not known. The goal of the present study is to compare the Bacteria and Archaea community structures and diversity in bleached mottles and their immediate vicinity in different podzolic soil profiles. Three podzolic soil profiles, located in Bertioga (BT) and Ilha Comprida (IC1 and IC2), São Paulo State, were studied. In each profile, samples were taken from the characteristic horizons, and from bleached mottles (M) and their immediate vicinity (S) in the deeper horizons. Chemical attributes of the soil samples, as well as Bacteria and Archaea community structure using PCR-DGGE and partial sequencing of the 16S rRNA gene were evaluated. The Podzols were characterized as very acidic and distrophic. The analysis of the prokaryotic communities using PCR-DGGE showed distinct communities of Bacteria and Archaea along the soil profiles studied. However, only the bacterial community structures in the bleached mottles showed statistically significant differences from the communities in their immediate vicinity. Based on the analyses of 16S rRNA gene clone libraries, the bacterial communities from the three soil profiles evaluated showed lower levels of diversity in the bleached mottles, as compared to their immediate vicinities, suggesting the occurrence of selection of specific microorganisms. In the bleached mottles of the BT profile, OTUs assigned to Proteobacteria were the most abundant, with predominance of OTUs phylogenetically associated with Pseudomonas, whereas in the IC profiles, OTUs phylogenetically related to Acidobacteria predominate in the bleached mottles. Pseudomonas and Acidobacteria are known for their high metabolic capabilities and may be involved in the selective degradation of the organic matter during the development of the bleached mottles. Archaeal clone library sequencing showed the predominance of Crenarchaeota in the bleached mottles as well as in their immediate vicinity. No statistically significant differences between the archaeal community structure in the bleached mottles and their vicinities were observed in the soil profiles studied. However, the archaeal communities in BT and IC were significantly different. In conclusion, this study showed that Pseudomonas and Acidobacteria may be involved in the development of bleached mottles in Podzols, and that the selection of specific bacterial groups in the bleached mottles may depend on specific edaphic conditions.

A irrigação de áreas agrícolas com efluentes de esgoto tratado (EET) é interessante e atrativa, quando realizada de forma controlada, pois além de possibilitar a liberação de recursos hídricos de melhor qualidade para outras atividades humanas, serve como uma forma de polimento dos efluentes provenientes do tratamento de esgoto por meio do filtro biológico constituído pelo sistema solo-planta. Entretanto, o reuso agrícola de efluentes é recente no Brasil e são poucos os estudos relacionados aos possíveis impactos dessa prática na qualidade dos solos tropicais. O presente estudo foi elaborado com o objetivo de avaliar o efeito de lâminas excedentes de irrigação de pastagem com capim Tifton, com efluente de esgoto tratado por 18 meses, na atividade microbiana, densidade de grupos funcionais, no potencial metabólico dos microrganismos e na estrutura da comunidade de bactérias oxidantes de amônio do solo. O experimento foi conduzido numa área de pastagem com capim-Bermuda Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst) no município de Lins (SP), ao lado da estação de tratamento de esgoto operada pela Sabesp. Os tratamentos foram definidos a partir da lâmina de irrigação considerada adequada para a demanda hídrica da cultura (controle) e mais três lâminas com excesso de irrigação, sendo elas: 0% de excesso (controle), 25%, 50% e 100% de excesso de irrigação com efluente. Para avaliação do efeito do efluente sobre os atributos químicos e microbiológicos do solo, também foi avaliada uma área de pastagem de capim Tifton 85, localizada próxima à área experimental e não irrigada com efluente. A aplicação de lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado durante um ano e meio promoveu alterações nas propriedades químicas e microbiológicas do solo. Quando as lâminas de irrigação foram avaliadas em conjunto com o efeito promovido pela precipitação, constatou-se redução da acidez ativa, dos teores de magnésio e potássio trocáveis e, aumento nos teores de cálcio e sódio trocáveis do solo. A colonização radicular do capim Tifton 85 por fungos micorrízicos arbusculares não foi afetada pela irrigação com lâminas excedentes de efluente de esgoto tratado, pelo período de 18 meses. A análise de curva de resposta principal possibilitou constatar que dos grupos funcionais de microrganismos avaliados, os amonificantes e os desnitrificantes foram os mais influenciados pelo excesso de irrigação com efluente e, a lâmina com 25% de excesso foi a que promoveu a menor variação nos grupos funcionais de microrganismos, em relação à lâmina controle. O potencial metabólico dos microrganismos foi estimulado pela irrigação com efluente, sendo que a lâminas excedente em até 100% não modificou significativamente o potencial metabólico da comunidade microbiana em relação à lâmina controle. As áreas irrigadas com efluente de esgoto tratado apresentam dominância de bactérias oxidantes de amônio do gênero Nitrosospira sp. / Crop irrigation with treated sewage effluent (STE) is an interesting and attractive practice, when applied in a controlled manner, as well as it makes possible the release of water of better quality for other human activities and serves as a way to polish the STE through the \"biological filter\" comprising the soil-plant system. However, wastewater irrigation is a recent practice in Brazil and little is known about its effects on the quality of tropical soils. The aim of this work was to evaluate the effects of surplus irrigation with STE of a pasture area cultivated with BermudagrassTifton 85 for 18 months, on the microbial activity, functional groups of microorganisms, on the community-level physiological profile and on the community structure of ammonia oxidizing bacteria. The experiment was carried out at the municipal district of Lins, São Paulo State, close to the sewage treatment plant (STP), operated by Sabesp (Companhia de saneamento básico do Estado de São Paulo), cultivated with bermuda grass Tifton 85 (Cynodon dactylon Pers. X C. niemfuensis Vanderyst). The treatments were based on the amount of irrigation required for the adequate water amount necessity for this pasture grass, and other 3 surplus irrigation treatments, as follow: 0% of excess (control), 25%, 50% and 100% of excess of STE irrigation. Surplus STE pasture irrigation for 18 months changed soil chemical and microbiological parameters. The evaluation of surplus STE irrigation and also the precipitation effects decreased the soil pH and exchangeable magnesium and potassium, while it increased the exchangeable calcium and sodium. The root colonization of Bermudagrass by arbucular mycorrhizal fungi was not affected by surplus STE irrigation, after 18 months. The principal response curve analysis demonstrated that the functional groups of microorganisms: ammonifiers and denitrifiers, were the most affected by surplus STE irrigation. The treatment with 25% of surplus irrigation caused only minor variation on the functional groups of microorganisms, compared to the control irrigation. The soil microorganisms metabolic potential, evaluated by the kinetic of carbon substrates consumption, using Biolog Ecoplates, was stimulated by STE irrigation. Even 100% surplus STE irrigation did not cause a significant modification of the the microbial communities metabolic potential, when compared to the control STE irrigation. STE irrigated pasture areas presented dominance of the genus Nitrosospira, among ammonium oxidizing bacteria.

Terra Preta Antropogênica (TPA) é um dos tipos de solos mais \"férteis\" do mundo. A TPA recebe esta denominação por ser encontrada em sítios arqueológicos onde viveram grupos pré-históricos. São pequenas faixas de solos que apresentam altas concentrações de nutrientes, matéria orgânica e encontram-se distribuídas aleatoriamente pela região Amazônica. A verdadeira origem destes solos ainda não está bem esclarecida. Devido à falta de informações sobre sua diversidade bacteriana, este trabalho estudou a diversidade bacteriana em amostras de solos TPA coletadas em duas regiões: Lagoa Balbina - sítio Terra preta (Amazônia Central- Amazonas) e Floresta Nacional de Caxiuanã - sítio arqueológico Mina I (Amazônia Oriental - Pará), através de técnicas moleculares independentes de cultivo. O DNA genômico total das amostras de solo foi extraído e usado como molde em uma reação de PCR utilizando oligonucleotídeos específicos do gene 16S rRNA para o Domínio Bactéria. O produto de PCR amplificado foi clonado no vetor pGEM-T e 980 clones foram selecionados e comparados com o banco de dados de 16S rRNA do RDP II e GenBank (NCBI-EUA). Os resultados apresentaram predominância com microrganismos não-conhecidos representando 41,6 % das seqüências de solo TPA- Balbina, 68,3 % das seqüências de ADJ-Balbina, 84,8% das seqüências de solo TPAMina e 47,7 % das seqüências de ADJ-Mina. O filo mais predominante nas amostras TPABalbina foi Firmicutes, representando 37,1% do total de seqüências analisadas. Os filos em destaque foram Proteobacteria (9,6%), seguidos de Verrucomicrobia (5,6%), Acidobacteria (2,5%), Gemmatimonadetes (2,5%), Actinobacteria (0,5%) e Nitrospira (0,5%). Por outro lado, em ADJ-Balbina destacaram-se os filos Proteobacteria 15,1%, Acidobacteria (12,5%), Firmicutes (2,3%), Nitrospira (1,1%) e Verrucomicrobia (0,8%). Em TPA-Mina, os filos apresentados foram Proteobacteria (6,5%), Acidobacteria (4,7%), Firmicutes (1,4%), Nitrospira (1,1%), Planctomycetes (1,1%) e Verrucomicrobia (0,4%). Contudo, na biblioteca ADJ-Mina verificou a presença dos filos Acidobacteria (27,2%), Proteobacteria (14,2%), Firmicutes (3,8%), Verrucomicrobia (3,8%), Nitrospira (1,3%), Planctomycetes (1,3%), Actinobacteria (0,4%) e Gemmatimonadetes (0,4%). O pH do solo pode ser um dos atributos do solo que pode ter influência direta na diversidade bacteriana dos solos estudados, assim como pode ter efeito uma floresta natural sobre as populações microbianas em seu solo, fato observado na adjacência do solo Terra Preta em Caxiuanã - PA. A estimativa da riqueza de UTOs pelo Bootstrap corroborou diretamente os valores de diversidade obtidos pelos índices de Simpson e Shannon. De um modo geral, uma maior probabilidade de ocorrência de UTOs únicas empregadas pelo estimador Jackknife se correlacionou com uma maior percentagem de baixas frequências de filotipos nas quatro bibliotecas. Os métodos não-paramétricos ACE e Chao1 para a estimativa da riqueza de UTOs também corroboraram com os valores obtidos com o estimador Jackknife. / Anthropogenic Dark Earth (ADE) is one of the most fertile soils in the world. ADE soils have received this nomination due to the pre-historical origin of these archaeological sites, established by pre-colombian populations. ADEs are small areas of soil which present high nutrient and organic matter contents and are randomly distributed throughout the Amazonian region. The true origin of these soils is not known yet. Due to the lack of information concerning the bacterial diversity, this work studied the bacterial diversity in ADE soils collected from two regions: Lagoa Balbina - site Terra Preta (Central Amazonia- Amazonas state) and National Forest of Caxiuanã - archaeological site Mina I (Oriental Amazonia - Pará state), using culture-independent molecular techniques. The total genomic DNAs extracted from the soil samples were used as templates in the PCR reactions using the universal primers for the 16S rRNA bacterial gene. The PCR-products were cloned into the pGEM-T vector and 980 clones were selected and searched using the GenBank (NCBI-USA) and the RDP II program. Data analyses indicated predominance of unknown microorganisms, representing 41.6 % among the sequences from ADE-Balbina, 68.3 % from Adjacent-Balbina, 84.8% from ADE-Mina and 47.7 % from Adjacent-Mina. The predominant phylum in ADEBalbina was Firmicutes, representing 37.1% of the total sequences from that site, followed by Proteobacteria (9.6%), Verrucomicrobia (5.6%) Acidobacteria (2,5%), Gemmatimonadetes (2,5%), Actinobacteria (0,5%) and Nitrospira (0.5%). On the other hand, in the adjacent soil ADJ-Balbina, the predominant phylla were Proteobacteria (15.1%), Acidobacteria (12.5%), Firmicutes (2.3%), Nitrospira (1.1%) and Verrucomicrobia (0.8%). In the Oriental Amazon, the prevalent phylla from the ADE-Mina soil were Proteobacteria (6.5%), Acidobacteria (4.7%), Firmicutes (1.4%), Nitrospira (1.1%), Planctomycetes (1.1%) and Verrucomicrobia (0.4%). In the ADJ-Mina verificou a presença dos filos Acidobacteria 27.2%, Proteobacteria 14.2%, Firmicutes 3.8%, Verrucomicrobia 3.8%, Nitrospira 1.3%, Planctomycetes 1.3%, Actinobacteria 0.4% e Gemmatimonadetes 0.4%. The soil pH may be of the soil attributes which may have directly influenced the bacterial diversity in those soils, as well as the above-ground vegetation from the natural forest in Caxiuanã-Pará. The estimates of the Operational Taxonomic Units (OTUs) richness using Bootstrap directly corroborated the diversity values obtained from the Simpson and Shannon indexes. Unique UTOs using Jackknife estimator were correlated with a higher percentage of the low frequencies of phylla in all the four clone libraries. The nonparametric ACE and Chao1 methods to estimate the OTUs richness also corroborated the Jackknife values.

Nostoc é um gênero cianobacteriano com distribuição ubíqua que tem importância em diversos ecossistemas. Contudo, poucos genomas estão atualmente disponíveis para esse gênero. Enquanto Nostoc spp. são as cianobactérias mais comumente relatadas em relações simbióticas com fungos, animais, plantas e outros organismos, associações com outros micro organismos não receberam atenção similar. Como consequência das fortes interações entre cianobactérias e heterótrofos, culturas não axênicas são geralmente obtidas no isolamento dessas bactérias, o que proporciona uma oportunidade interessante para o desenvolvimento tanto de estudos genômicos quanto metagenômicos. Este trabalho teve como objetivo investigar as características genômicas e funcionais da linhagem Nostoc sp. CENA67, isolada de terra preta antropogênica, bem como estudar sua comunidade associada. Para esse fim, células de uma cultura não axênica de Nostoc sp. CENA67 foram sequenciadas com as plataformas MiSeq e Ion PGM e analisados com ferramentas genômicas e metagenômicas. A linhagem CENA67 de fato pertence à família Nostocaceae e possui algumas características em comum com cianobactérias do gênero Nostoc, porém diverge em certos aspectos morfológicos e filogenéticos do grupo típico de Nostoc, sugerindo que seja representante de um novo táxon. Além disso, seu genoma apresenta diferenças em relação aos genomas atualmente disponíveis para cianobactérias relacionadas ao gênero. A mineração desse genoma revelou 31 agrupamentos gênicos hipoteticamente relacionados à síntese de metabólitos secundários, a maioria dos quais não mostrou similaridade significativa com agrupamentos conhecidos. A análise de um agrupamento gênico de microviridina desvendou uma maior diversidade de genes para precursores dessa molécula do que se acreditava anteriormente, sugerindo que um número considerável de variantes ainda está a ser descoberta. A análise taxonômica da comunidade associada confirmou a dominância de cianobactérias na cultura, mas também revelou a presença de grande número de gêneros microbianos que normalmente são capazes de fixar nitrogênio atmosférico e estabelecer simbiose com plantas, incluindo Mesorhizobium, Sinorhizobium e Starkeya, entre outros. Rascunhos genômicos foram obtidos para Bradyrhizobium diazoefficiens, Bradyrhizobium japonicum, Burkholderia lata e Hyphomicrobium nitrativorans. Todavia, genes para fixação de nitrogênio não foram detectados nesses genomas, apesar de serem encontrados no genoma da cianobactéria e no metagenoma da comunidade, o que sugere que algumas populações podem estar sob pressão de seleção para a perda da capacidade de fixação de nitrogênio, provavelmente devido a este nutriente estar sendo fornecido pelo organismo mais abundante nesta comunidade, a cianobactéria. A análise funcional indicou vias exclusivas tanto à cianobactéria quanto à comunidade associada, e sugeriu a complementariedade de certos metabolismos. Os resultados possibilitam o aumento do conhecimento sobre a diversidade molecular e química do filo Cyanobacteria e levantam possíveis interações com micro organismos simbiontes / Nostoc is a cyanobacterial genus with ubiquitous distribution that is important in several ecosystems. However, few genomes are currently available for this genus. While Nostoc spp. are the most commonly reported cyanobacteria in symbiotic relationship with fungi, animals, plants, and other organisms, associations with other microorganisms have not received similar attention. As a consequence of tight interactions between cyanobacteria and heterotrophs, non-axenic cultures are usually achieved in the isolation of these bacteria, which provides an interesting opportunity for carrying out both genomic as metagenomic studies. This work aimed to investigate the genomic and functional characteristics of the strain Nostoc sp. CENA67, isolated from anthropogenic dark earth, and to study its associated community. For this purpose, cells from a non-axenic culture of Nostoc sp. CENA67 were sequenced with the platforms MiSeq and Ion PGM and analyzed with genomic and metagenomic tools. The strain CENA67 indeed belongs to the family Nostocaceae and presents some characteristics in common with cyanobacteria of the genus Nostoc, but diverges in certain morphological and phylogenetic aspects of the typical Nostoc group, suggesting that it is a representative of a new taxon. In addition, its genome presents differences in relation to the genomes currently available for cyanobacteria related to this genus. Genome mining revealed 31 gene clusters hypothetically related to the synthesis of secondary metabolites, most of which did not show significant similarity to known clusters. The analysis of a microviridin gene cluster unveiled a larger diversity of precursor genes for this molecule than was previously believed, suggesting that a considerable number of variants is still to be found. The taxonomic analysis of the associated community confirmed the dominance of cyanobacteria in the culture, but also revealed the presence of a great number of microbial genera that are usually capable of fixing atmospheric nitrogen and establishing symbiosis with plants, including Mesorhizobium, Sinorhizobium, and Starkeya, among others. Genomic drafts were obtained for Bradyrhizobium diazoefficiens, Bradyrhizobium japonicum, Burkholderia lata, and Hyphomicrobium nitrativorans. Nevertheless, genes for nitrogen fixation were not detected in these genomes, despite being found in the cyanobacterial genome and the community metagenome, suggesting that some populations might be under selection pressure for the loss of the ability to fix nitrogen, probably due to this nutrient being provided for the most abundant organism in this culture, the cyanobacterium. Functional analysis indicated pathways exclusive both to the cyanobacterium as to the associated community, and suggested the complementarity of certain metabolisms. The results allow the increase of the knowledge about the molecular and chemical diversity of the phylum Cyanobacteria and raise possible interactions with symbiotic microorganisms