Diversidade viral em amostras de solo: padronização e validação metodológica e estudo da diversidade viral em amostras de solo da região Amazônica

Abstract

A floresta Amazônica é a maior e mais diversa floresta tropical do mundo, localizada em nove países da América do Sul, sendo a maior parte presente em território brasileiro, nas regiões Norte e Centro-Oeste. Até a década de 1970, a Amazônia brasileira era pouco explorada, porém após criação de projetos para ocupação e desenvolvimento do local, iniciou-se a migração para essas regiões, e regiões de floresta foram transformadas em áreas de cultivo agrícola e pastagem. Assim, o presente trabalho teve o objetivo de acessar a diversidade viral em amostras de solo de floresta e pastagem da bacia do Rio Mutum Paraná, no estado de Rondônia, por meio do sequenciamento do metagenoma e microscopia eletrônica de transmissão (MET) de concentrado viral. Entretanto, para isso foi feita a padronização de metodologias para o estudo da diversidade viral em amostras de solo e avaliação do efeito de diferentes sistemas de fertilização sobre diversidade viral em solos de áreas de cultivo agrícola, localizados na área da Universidade Federal de Viçosa. Os resultados da padronização de metodologias para concentração viral por ultracentrifigação, polietilenoglicol (PEG) e membrana HA, mostraram que esta última apresentou os resultados mais satisfatórios, quando a diversidade viral foi acessada por meio de RAPD e MET. O material preparado para o MET foi o que teve menor background, ao passo que a concentração viral por PEG foi a que apresentou os piores resultados para a amostra de solo analisada. Os resultados obtidos no estudo do efeito dos diferentes fertilizantes utilizados mostraram por meio de RAPD e MET que a combinação dos fertilizantes orgânico e inorgânico aumentam a diversidade viral. Em relação às amostras de solo de floresta e pastagem da bacia do Rio Mutum Paraná, a análise taxonômica das sequências do metagenoma pelo MetaVir mostraram que o solo de pastagem apresentou maior número de famílias virais. Em ambas as amostras, os vírus de DNA dupla fita foram os mais abundantes. Dentre os vírus caudados, as famílias Myoviridae e Siphoviridae foram as mais abundantes para as duas amostras analisadas. As análises morfológicas pelo MET mostraram que as amostras de floresta apresentaram maior diversidade morfológica viral, com relação às amostras de pastagem.

The Amazon rainforest is the largest and more diverse tropical forest in the world, located in nine countries of South America, in which most part of it is located in Brazilian territory, in the North and Midwest regions. Until the 1970’s the Brazilian Amazon was little explored, however after creation of occupation and local development projects, migration to these areas began, and the forest was converted to agricultural areas and pasture. Thus, this work aimed to get access to viral diversity in soil samples of forest and pasture from Mutum Paraná river basin, in Rondônia state, by metagenome sequencing and transmission electron microscopy (TEM) of viral concentrate. However, firstly standardization of methodologies for study of viral diversity in soil samples and evaluatation of the effect of different fertilization systems on viral diversity in agricultural areas, located at Federal University of Viçosa were done. The results from standardization of viral concentration methods by ultracentrifugation, polyethylene glycol (PEG) and HA membrane, showed that the last method had better results, after random amplified polymorphic DNA (RAPD) reaction and TEM analysis. The material obtained after concentration showed less background. On the other hand, viral concentration using PEG had worse results for the soil sample analyzed. The results obtained in the study of the effect of different fertilizers over viral diversity showed by RAPD and TEM that the combination of organic and inorganic fertilizers increase viral diversity. In relation to forest and pasture soils from Mutum Paraná river basin, the taxonomic analysis from metagenome sequences using MetaVir showed that pasture have more viral families. Both samples dsDNA viruses were more abundant. Among tailed viruses, Myoviridae and Siphoviridae families are more abundant in both samples. Morphological analysis by TEM showed that the forest samples had greater morphological diversity, in relation to pasture samples.