Metagenômica da degradação da atrazina em solo sob diferentes manejos agrícolas e floresta semidecidual

Abstract

A agricultura está associada à intensa utilização de agroquímicos, um deles sendo a atrazina, composto amplamente utilizado no Brasil, mas proibido em diversos países devido aos aspectos negativos associado à sua toxicidade e persistência no ambiente. Uma das propostas de tratamento deste composto é através da biorremediação, que versa na aplicação de microorganismos capacitados a degradá-lo. Estes micro-organismos que ocorrem em ambientes contaminados com atrazina podem ser conhecidos e descritos pela técnica metagenômica, que consiste no sequenciamento do DNA genômico oriundo de um ambiente, independentemente de cultivo dos micro-organismos. O presente trabalho tem como objetivo identificar através de abordagem metagenômica a ocorrência de genes de degradação de atrazina em solos com diferentes coberturas vegetais. Neste trabalho foi realizado o sequenciamento através da tecnologia Illumina do DNA total de um solo sob cinco diferentes tipos de cobertura vegetal (plantio convencional; plantio direto; pastagem contínua e integração lavoura-pecuária e também de floresta semidecidual) de uma área experimental com cerca de 10 anos na região de Dourados (MS), pertencente a Embrapa Agropecuária Oeste. De 230644 orfs obtidas dos metagenomas sequenciados, foram alinhadas 2033 através do programa BlastAll contra um banco de referência de 767 genes curados de degradação de atrazina, obtidos do banco de dados secundário Uniprot. Os dados oriundos do alinhamento foram organizados contra um banco de dados SQL, que foi consultado para organização dos genes e micro-organismos obtidos. Esses dados foram exportados para o pacote de metagenômica MEGAN para geração da curva de rarefação e análise de cluster UPGMA. Por fim, os dados também foram importados no pacote estatístico STAMP para diferenciar os micro-organismos superabundantes nos manejos, com significância estatística, além da realização de uma análise de componentes principais. Atestouse no presente trabalho a presença dos genes de degradação do composto, em diferentes proporções para os solos com e sem aplicação de atrazina em diferentes proporções, inclusive no solo sob floresta semidecidual, em que não há a aplicação direta do composto. Foram encontrados 56 gêneros e 178 espécies únicas de bactérias e relacionadas à degradação de atrazina, sendo 43 espécies comuns a todos os manejos. Todos os genes consultados foram encontrados em todas as amostras, exceto o gene gatA, exclusivo do manejo de integração lavoura-pecuária. O solo sem aplicação direta de atrazina – floresta semidecidual – apresentou gêneros superabundantes. A partir dessas informações obtidas, espera-se colaborar com futuros estudos de bioprospecção de genes com potencial aplicação na biorremediação de solos contaminados com o composto atrazina.