Comparison ofnifHGene Pools in Soils and Soil Microenvironments with Contrasting Properties

Abstract

The similarities and differences in the structures of the nifH gene pools of six different soils (Montrond, LCSA-p, Vernon, Dombes, LCSA-c, and Thysse Kaymor) and five soil fractions extracted from LCSA-c were studied. Bacterial DNA was directly extracted from the soils, and a region of the nifH gene was amplified by PCR and analyzed by restriction. Soils were selected on the basis of differences in soil management, plant cover, and major physicochemical properties. Microenvironments differed on the basis of the sizes of the constituent particles and the organic carbon and clay contents. Restriction profiles were subjected to principalcomponent analysis. We showed that the composition of the diazotrophic communities varied both on a large scale (among soils) and on a microscale (among microenvironments in LCSA-c soil). Soil management seemed to be the major parameter influencing differences in the nifH gene pool structure among soils by controlling inorganic nitrogen content and its variation. However, physicochemical parameters (texture and total C and N contents) were found to correlate with differences among nifH gene pools on a microscale. We hypothesize that the observed nifH genetic structures resulted from the adaptation to fluctuating conditions (cultivated soil, forest soil, coarse fractions) or constant conditions (permanent pasture soil, fine fractions). We attempted to identify a specific band within the profile of the clay fraction by cloning and sequencing it and comparing it with the gene databases. Unexpectedly, the nifH sequences of the dominant bacteria were most similar to sequences of unidentified marine eubacteria.

Long-term experimental warming alters nitrogen-cycling communities but site factors remain the primary drivers of community structure in high arctic tundra soils

“…NifH gene communities are also known to vary over large and small spatial scales (Poly et al, 2001;Rö sch et al, 2002) but the factors that control this variation are complex. NifH communities tend to be habitat specific (Zehr et al, 1998;Shaffer et al, 2000), being most similar when their site characteristics are comparable.…”

Diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas associadas a plantas de milho

“…Embora essas análises representem um avanço nos estudos da biodiversidade de bactérias diazotróficas, deve-se salientar que os processos de extração de DNA, bem como as amplificações do gene marcador por PCR, podem exercer influência sobre os resultados obtidos (Martin-Laurent et al, 2001); portanto, precauções adicionais devem ser tomadas na interpretação dos resultados. variabilidade da comunidade fixadora de N é influenciada pelos diferentes tipos de solo e pelo microambiente existente em cada tipo de solo (Widmer et al, 1999;Poly et al, 2001). Entretanto, é importante salientar que a técnica usada não permite a análise funcional da comunidade fixadora de N, já que a presença de genes nifH não necessariamente significa atividade da nitrogenase (Dean & Jacobson, 1992).…”

“…Foram utilizadas as enzimas de restrição TaqI e HaeIII, que foram escolhidas porque os produtos obtidos pela ação delas sobre o gene nifH podem ser utilizados para diferenciação de várias espécies de bactérias diazotróficas (Widmer et al, 1999;Poly et al, 2001). As digestões foram feitas por um período de 16 h, para que a completa fragmentação do DNA fosse atingida.…”

“…Segundo os autores, o fator ambiental apresentou efeito significativo sobre a população dessas bactérias. De acordo com Poly et al (2001), características físicas e químicas do solo, como textura, C total e conteúdo de N, podem ser correlacionadas com as diferenças na estrutura genética dos grupos de genes nifH. Tan et al (2003) também relataram que fatores ambientais, como tipo de solo e regime hídrico, são determinantes da estrutura da comunidade de diazotróficos.…”

“…Neste estudo, objetivou-se caracterizar a diversidade de bactérias diazotróficas endofíticas associadas a plantas de milho cultivadas em diferentes regiões geográficas do Rio Grande do Sul. Para avaliar a diversidade de bactérias fixadoras de N em diferentes ecossistemas, oligonucleotídeos iniciadores universais foram utilizados para amplificar o gene nifH, por meio de técnicas independentes de cultivo (Poly et al, 2001;Bashan et al, 2004). Essas técnicas possibilitam a obtenção de caracterização mais completa da comunidade de diazotróficos do que técnicas dependentes de cultivo.…”