Responses to soil pH gradients of inorganic phosphate solubilizing bacteria community

Resumo

O pH do solo é comumente considerado um fator dominante que afeta a função da microbiota. Poucos estudos, no entanto, focaram em comunidades de bactérias capazes de solubilizar fosfato inorgânico (BSFI), que são importantes para a mobilização do fósforo (P) do solo, porque encontrar um método eficaz para avaliar a abundância e diversidade das comunidades de BSFI é difícil. Utilizamos um método recentemente relatado de alinhamento de banco de dados e quantificamos o gene pqqC para analisar as composições das comunidades de BSFI, de cinco solos com gradientes de pH variando de 4 a 8. A estrutura da comunidade de BSFI diferiu significativamente entre esses tipos de solo. Entre a comunidade de BSFI, Bacillus foi o gênero dominante, seguido por Arthrobacter e Streptomyces. Uma análise de redundância indicou que o pH do solo foi o mais importante dos 15 fatores do solo e suas interações par a par, representando 5,12% da variância. A abundância das comunidades de BSFI aumentou com o pH dentro dos gradientes, o que foi confirmado pelo ajuste experimental do pH, sugerindo que o status de P lábil em solo de alto pH foi especulado como a força motriz da população da comunidade de BSFI. Nosso estudo demonstrou o papel dominante do pH do solo na comunidade de BSFI, o que pode contribuir para a compreensão do possível mecanismo de mobilização microbiana de P para uma melhor melhoria da eficiência do uso de P.

Abstract

Soil pH is commonly considered a dominant factor affecting the function of microbiota. Few studies, however, have focused on communities of bacteria able to solubilize inorganic phosphate (iPSB), which are important for the mobilization of soil phosphorus (P), because finding an effective method to assess the abundance and diversity of iPSB communities is difficult. We used a newly reported method of database alignment and quantified the gene pqqC to analyze the compositions of iPSB communities from five soils with pH gradients ranging from 4 to 8. The iPSB community structure differed significantly between these soil types. Among iPSB community, Bacillus was the dominant genus, followed by Arthrobacter and Streptomyces. A redundancy analysis indicated that soil pH was the most important of 15 soil factors and their pairwise interactions, accounting for 5.12% of the variance. The abundance of the iPSB communities increased with pH within the gradients which was confirmed by experimental adjustment of pH, suggesting that the defect P status in high pH soil was speculated as the driving force of iPSB community population. Our study demonstrated the dominant role of soil pH on the iPSB community, which may contribute to the understanding the possible mechanism of microbial P mobilization for better improvement of P use-efficiency.