Un equipo de investigación dirigido por el profesor Wang Guanghua del Instituto de Geografía y Agroecología del Noreste de la Academia China de Ciencias (CAS) ha descubierto cómo la evolución adaptativa microbiana y las estrategias reguladoras responden a la heterogeneidad del carbono del suelo en los arrozales en diferentes escalas espaciales.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Sus hallazgos fueron publicados en Geoderma el 17 de marzo.
Los suelos de arrozales, reconocidos como sumideros críticos de carbono, pueden secuestrar entre un 39 % y un 127 % más de carbono orgánico del suelo (COS) que los suelos de tierras altas . Sin embargo, los mecanismos mediante los cuales las comunidades microbianas se adaptan y regulan el ciclo del carbono en estos entornos complejos han permanecido en gran medida desconocidos.
Según los investigadores, se observaron relaciones distancia-desintegración (DDR) significativas tanto a nivel funcional del carbono microbiano como a nivel taxonómico genómico. Los perfiles de ciclo microbiano del carbono se agruparon en dos grupos. Los HCS (incluidos los sitios R1-R10) representaron suelos con alto contenido de carbono total (CT) en latitudes relativamente altas, mientras que los LCS (incluidos los sitios R11-R30) presentaron un bajo contenido de suelo distribuido en latitudes bajas.
En comparación con el HCS, el LCS presentó una mayor abundancia de vías cíclicas que involucran la respiración aeróbica , la fijación de carbono y las vías de metanogénesis, así como niveles más altos de las clases de esterasa de carbohidratos (CE) y glicosil transferasa (GT).
Se construyeron 211 genomas ensamblados por metagenoma (MAG) con diversas funciones metabólicas del carbono. Entre estos, el MAG292 de alta calidad, asignado al orden Nanopelagicales, presentó una correlación significativamente positiva con TC y fue más abundante en HCS. Por el contrario, el MAG153, asignado al orden Chitinophagales, mostró una tendencia opuesta.
Además, se recuperaron 133 vMAG nuevos, y las abundancias de fagos 11, fagos 16, fagos 26 y fagos 120 fueron mayores en LCS que en HCS, ya que contienen chiA y GH19, implicados en la degradación de quitina. HCS presentó una abundancia relativamente alta de fagos 89, que contiene los genes slt y GH23 que regulan la lisis de peptidoglicanos.
Estos resultados indican que los virus del suelo pueden lisar bacterias al codificar la liasa del peptidoglicano, liberando nutrientes y aumentando la cantidad de restos microbianos muertos, lo que facilita la acumulación de carbono en el suelo en latitudes relativamente altas. Por el contrario, en latitudes bajas, los fagos, junto con los microbios, pueden reducir indirectamente el CT del suelo al expresar potencialmente genes metabólicos auxiliares (GMA) involucrados en la degradación de la quitina.
El estudio destaca la evolución adaptativa microbiana divergente y las estrategias de regulación del carbono del suelo en respuesta a la heterogeneidad del carbono del suelo en los suelos de arrozales de los Mollisols chinos.
Más información: Xiaojing Hu et al., Patrones biogeográficos y estrategias adaptativas de los perfiles metabólicos del carbono microbiano en suelos de arrozales de la región china de Mollisol, Geoderma (2025). DOI: 10.1016/j.geoderma.2025.117265
