Starch- and cellulose-related microbial diversity of soil sown with sugarcane crops in the Papaloapan Basin, a megadiverse region of Mexico

• Autores: N. G. Cortés López, B. Sachman Ruiz, J. J. Montor Antonio, F. Miranda Sánchez, R. J. Alcántara Hernández, S. Del Moral
• Localización: Nova scientia, ISSN-e 2007-0705, Vol. 10, Nº. 20, 2018, págs. 222-243
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Diversidad microbiana de suelos cultivados con caña de azúcar relacionados con almidón y celulosa en la cuenca del Papaloapan, una región megadiversa de México
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    Resumen: Introducción: La caña de azúcar es un producto agrícola esencial para producir bioetanol en México. El conocimiento de la comunidad bacteriana asociada a este cultivo y el estado del suelo es un paso decisivo para comprender cómo los microorganismos influyen en la productividad de los cultivos. Los cultivos enriquecidos con sustrato es una técnica que permite conocer la biodiversidad de muestras biológicas. El objetivo de esta investigación fue identificar a través de cultivos enriquecidos la biodiversidad bacteriana relacionada con dos fuentes complejas de carbohidratos, almidón y celulosa, en suelos de cultivo con caña de azúcar en la cuenca del Papaloapan en Oaxaca, México. Método: El contenido del suelo fue analizado químicamente. Medios de LB, LB-almidón y LB-carboximetilcelulosa 1% se inocularon con 2 g de suelo y se mantuvieron a 180 rpm y 37°C durante 48 h. A partir de la biomasa recolectada, se amplificó el gen 16S rDNA y se construyó una librería que fue analizada por secuenciación. Resultados: Los contenidos de materia orgánica y N, K y Zn mostraron valores moderadamente altos, a diferencia del fosfato asimilable y el Na, los cuales fueron menores al promedio. En la librería, se encontraron 35 unidades taxonómicas operacionales (OTUs) relacionados con los géneros Clostridium, Bacillus, Enterococcus, Lysinibacillus y Citrobacter, que podrían tener genes para romper la celulosa y el almidón. Discusión o Conclusión: Esta es la primera aproximación de diversidad relacionada con la hidrólisis del almidón y celulosa en la región de Papaloapan, donde los principales géneros detectados fueron Clostridium, Bacillus, Enterococcus, Citrobacter y Lysinibacillus en un suelo moderadamente alto en materia orgánica.

  • English

    Abstract: Introduction: Sugarcane is an essential agricultural product for bioethanol production in Mexico. The discovery of both the bacterial community associated with this crop and the soil status is a decisive step towards understanding how microorganisms influence crop productivity. Culture enrichment allows for the identification of the biodiversity of biological samples. The objective of this research was to identify the bacterial biodiversity related with two complex carbohydrate sources (starch and cellulose) in soils sown with sugarcane in the Papaloapan Basin in Oaxaca, Mexico via a metagenomic approach. Method: Soil content was analyzed chemically. Liquid LB, LB-starch and LB-1% carboximetilcellulose media were inoculated with 2 g soil and cultured at 180 rpm, 37°C for 48 h. The biomass was collected and the 16S rDNA gene was amplified and a library was constructed which was analyzed by sequencing. Results: N, K and Zn content of organic matter showed higher values than average, as opposed to P and Na, which were lower than average. In the library, 35 OTUs related to Clostridium, Bacillus, Enterococcus, Lysinibacillus and Citrobacter genera were found which could contain genes for breaking cellulose and starch. Discussion or Conclusion: This is the first approach to identify the diversity related to starch and cellulose hydrolysis in the Papaloapan region, where the principal genera detected were Clostridium, Bacillus, Enterococcus, Citrobacter and Lysinibacillus in a soil moderately rich in organic matter.