Biogeographical patterns in fungal communities from soils cultivated with sugarcane

Abstract

Aim Despite the important roles that microbial communities play world‐wide, relatively little attention has been given to the processes that shape their distributions. Of those studies that have addressed this question, the vast majority has focused on temperate regions and relatively undisturbed environments. In particular, tropical agricultural environments have been rarely studied, and it is commonly assumed that agriculture reduces spatial variation in microbial communities, especially in soil. Here, we evaluated the diversity and abundance of fungal communities in soils used for the cultivation of the world's largest crop, sugarcane, in the world's largest producer, Brazil. Location State of São Paulo, Brazil. Methods Our study sampled across 23,022 km2 of the State of São Paulo, Brazil, in an area that is a major producer of sugarcane. The composition of the fungal communities was estimated via terminal restriction fragment length polymorphism (T‐RFLP) analysis, and the fungal abundance was estimated by quantitative PCR (qPCR). Results We observed that the variance in community composition explained by soil characteristics was 2.88%, and that explained by climate variables was 2.93%. In contrast, geographical distance explained 50.75% of the variance. Moreover, the distribution of fungal species abundance fits a neutral model that assumes only dispersal and drift better, rather than models that assume environmental filtering. Main conclusions Our work demonstrates that fungal communities in soil can exhibit biogeographical patterns, even in agricultural soils, and that these patterns are likely to be due at least in part to dispersal limitation.

Multiscale patterns of rarity in fungi, inferred from fruiting records

“…Although the majority of fungal studies have taken place at localized scales, those that used broader scales also showed variation in best model fits, with lognormal or log series (Nielsen, Kjoller, Bruun, Schnoor, & Rosendahl, ) or neutral models (Gumiere, Durrer, Bohannan, & Andreote, ). Thus, it is unclear whether fungi do or do not show similar patterns of abundance to other organisms, beyond the fact that most species seem to be rare and few are common (Nemergut et al, ).…”

Análise da comunidade de fungos em áreas de monoculturas e consórcio de <em>Eucalyptus grandis</em> e <em>Acacia mangium</em>

“…O desenvolvimento e a adaptação de técnicas da biologia molecular, como as baseadas na reação em cadeia da polimerase (PCR), para a pesquisa com fungos tem permitido sua identificação de forma independente da morfologia, e também de forma independente de cultivo, levando a um maior conhecimento dos organismos constituintes deste grupo (AVIO et al, 2009 (MENDES, 2009;GUMIERE et al, 2016). A técnica utiliza primers (iniciadores) marcados com fluoróforos, o que possibilita o uso de um sequenciador automático de DNA, e resultando em tamanhos específicos dos fragmentos terminais de restrição.…”

A interface entre a física e os aspectos microbiológicos do solo

“…E recentemente, um estudo comparou as diferenças na estrutura e na abundância da comunidade bacteriana e fúngica em diferentes partes da cana-de-açúcar e analisou a microbiota do solo, concluindo que o solo serve como um reservatório de organismos que colonizam a planta (SOUZA et al, 2016). Outros estudos mostram a visão da distribuição biogeográfica de bactérias (DURRER et al, 2017) e de fungos (GUMIERE et al, 2016) de solos cultivados com cana-de-açúcar, afirmando que existe uma variação no perfil de sua comunidade ao longo de uma distribuição espacial, sendo um dos fatores de influencia a classe textural do solo.…”

“…A baixa responsividade da comunidade fúngica pode ser uma característica inerente ao grupo, ou mesmo pode ser explicada pela limitação de dispersão destes (associada com a biogeografia desse grupo) (GUMIERE et al, 2016).…”

“…A quantificação do gene 18S DNAr de fungo foi realizada em diferentes áreas produtoras de cana-de-açúcar teve uma variação média de 5,0 a 6,0 (log do número de cópias por grama de solo) (GUMIERE et al, 2016). A abundância em floresta nativa e pastagem foi entorno de 6,7 e para soja e 5,2 (LAMMEL et al, 2015).…”