2026
133
Venancio Arahana varahana@uce.edu.ec
Coralía López
Soraya Alvarado-Ochoa
Aníbal Pozo
Eulalia Vasco
Manuel Pumisacho
Marco Rivera
Juan Pazmiño
José Espinosa
Resúmenes
Efecto de las prácticas sostenibles de manejo del suelo sobre la abundancia y diversidad de bacterias y hongos - cuarto ciclo
Effect of sustainable soil management practices on the abundance and diversity of bacteria and fungi - fourth cycle
La agricultura intensiva ha provocado el deterioro de los suelos, lo que se evidencia por la baja fertilidad y productividad. En un intento por revertir este proceso, se busca prácticas alternativas de cultivo, que conduzcan a la restauración de los suelos y a la recuperación de las poblaciones microbianas que en ellos habitan. En este contexto, el objetivo de esta investigación fue evaluar, a largo plazo, el efecto de dos sistemas de labranza (convencional y siembra directa) y la rotación de tres especies vegetales (fréjol, cebada y maíz), sobre las propiedades físicas, químicas y biológicas del suelo (aquí se reporta lo referente a la abundancia y diversidad de hongos y bacterias en el cuarto ciclo de rotación). El estudio se realizó en el Campo Docente Experimental «La Tola», de la Facultad de Ciencias Agrícolas de la Universidad Central del Ecuador, ubicada en Tumbaco. Se aplicó un diseño de parcela dividida con tres repeticiones; en la parcela grande se colocó las rotaciones y en la parcela pequeña los sistemas de labranza. A la cosecha se tomaron muestras de suelo en cada unidad experimental, que luego fueron unidas para obtener una sola muestra por tratamiento. El ADN fue extraído usando el kit Purelink microbiome DNA purification kit de Invitrogen, siguiendo las instrucciones del fabricante. El resto del análisis de ADN lo realizó la empresa AZENTA de Estados Unidos. La amplificación de las regiones V3 y V4 del gen 16S de bacterias y de los ITS del gen 18S de hongos se efectuó con primers propios de AZENTA. La plataforma Illumina 2xP250bp fue usada para la secuenciación paralela de los amplicones, la cual se efectuó luego de la construcción y control de calidad de las librerías. Para el análisis bioinformático se utilizó el software Qiime, con el cual se limpió las secuencias, se asignó OTUS con 97% de identidad y se determinó la taxonomía usando el algoritmo Bayesiano RDP y las bases de datos Greengenes y UNITE, para bacterias y hongos; respectivamente. Los resultados, en el cuarto ciclo, mostraron diferencias en abundancia de bacterias y hongos entre los sistemas de labranza y entre las rotaciones, en varios niveles taxonómicos. A nivel de género, en siembra directa [SD] comparado con labranza convencional [LC] y en rotación 1 [R1] (fréjol-maíz-fréjol-maíz) comparado con las otras rotaciones, los géneros bacterianos con mayor presencia fueron: Rhodoplanes (fototrófico), Nitrospira (nitrificante), Bradyrhizobium (fijador de N) y Pedomicrobium (biorremediación); y en hongos predominaron géneros descomponedores de materia orgánica (Penicillium, Clonostachys, Chrysosporium y Mucor), y un entomopatógeno (Metarhizium). Los índices de Chao1 (6784 especies), Shannon (10,77) y Simpson (0,99) indicaron, respectivamente, alta riqueza de especies, alta diversidad y dominancia, en todos los tratamientos. Se concluye que la SD y la R1 se perfilan como favorables a la acumulación de géneros bacterianos y fúngicos con funciones benéficas para los cultivos. Su confirmación dependerá de la continuación de la investigación por un período de tiempo más prolongado.
Palabras clave: 16S, ITS, Rotación de cultivos, Secuenciación paralela, Siembra directa
Intensive agriculture has led to soil degradation as evidenced by low fertility and productivity. In an attempt to reverse this process, alternative cultivation practices are being sought, aiming to restore soils and recover the microbial populations inhabiting them. In this context, the objective of this research was to evaluate, over the long term, the effect of two tillage systems (conventional and no-till) and the rotation of three plant species (beans, barley and corn) on the physical, chemical and biological properties of the soil (here in focusing on the abundance and diversity of fungi and bacteria in the fourth crop cycle). The study was conducted at the Experimental Station «La Tola» of the Faculty of Agricultural Sciences at the Central University of Ecuador, located in Tumbaco. A split- plot design with three replications was applied; rotations were placed in the large plot and tillage systems in the small plot. At harvest, soil samples were taken from each experimental unit, which were then pooled to obtain a single sample per treatment. DNA was extracted using the Purelink microbiome DNA purification kit from Invitrogen, following the manufacturer's instructions. The rest of the DNA analysis was performed by AZENTA of the United States. Amplification of the V3 and V4 regions of the 16S gene from bacteria and the ITS of the 18S gene from fungi was performed with AZENTA's own primers. The Illumina 2xP250bp platform was used for parallel sequencing of the amplicons, which was performed after construction and quality control of the libraries. For the bioinformatics analysis, Qiime software was used to clean the sequences, assign OTUS with 97% identity and determine the taxonomy using the Bayesian RDP algorithm and the Greengenes and UNITE databases for bacteria and fungi, respectively. The results, in the fourth cycle, showed differences in the abundance of bacteria and fungi among tillage systems and among rotations, at various taxonomic levels. At the genus level, in no-till [NT] compared to conventional tillage [CT] and in rotation 1 [R1] (beans-corn-beans-corn) compared to the other rotations, the bacterial genera with the highest presence were: Rhodoplanes (phototrophic), Nitrospira (nitrifying), Bradyrhizobium (N fixer), and Pedomicrobium (bioremediation). Fungal genera predominantly included organic matter decomposers (Penicillium, Clonostachys, Chrysosporium, and Mucor), and an entomopathogen (Metarhizium). The Chao1 (6784 species), Shannon (10,77), and Simpson (0,99) indices indicated, respectively, high species richness, high diversity, and high dominance in all treatments. It is concluded that NT and R1 appear favorable for the accumulation of bacterial and fungal genera with beneficial functions for crops. Confirmation of this will depend on further research over a longer period of time.
Keywords: 16S, ITS, Crop rotation, Parallel sequencing, No-till
e-location: e9596
redalyc-journal-id: 6538
