DIVERSITÀ BATTERICA DI SUOLI MEDITERRANEI SOGGETTI A DESERTIFICAZIONE

Abstract

Siccità e fenomeni meteorologici estremi contribuiscono al degrado dei suoli mediterranei semi-aridi causando erosione, compattazione, salinizzazione, riduzione della sostanza organica e perdita di biodiversità, con conseguenze negative per l’agricoltura e l’ambiente. Gli effetti dei cambiamenti climatici in atto sono esacerbati da pratiche agronomiche insostenibili e pascolo incontrollato che concorrono alla desertificazione dei suoli. E’ fondamentale monitorare la qualità dei suoli semi-aridi per prevenirne il degrado irreversibile. Tale monitoraggio viene usualmente condotto mediante i tradizionali indicatori chimico-fisici di qualità del suolo. Ancora raramente vengono utilizzati indicatori biologici, nonostante sia ormai riconosciuto al microbiota un ruolo chiave nel funzionamento e nella produttività degli ecosistemi terrestri. Lo scopo del nostro lavoro è stato analizzare la biodiversità microbica di suoli dell'Europa meridionale ad alto rischio di desertificazione, al fine di valutarne la relazione con gli indicatori tradizionali e creare una baseline della diversità microbica utile al monitoraggio degli effetti del cambiamento climatico e dell’uso del suolo. Circa 90 campioni di suolo da 38 siti, situati in 10 aree in Portogallo meridionale (Alentejo, PT), Spagna centrale (Extremadura, SP) e Italia meridionale (Sicilia, IT) sono stati sottoposti ad estrazione del DNA totale ed analisi fingerprinting ARISA (Automated Ribosomal Intergenic Spacer Analysis). La composizione della comunità batterica di un sub set di 22 campioni rappresentativi, è stata analizzata tramite amplificazione e sequenziamento Illumina della regione v3-v4 del gene 16SrRNA. Gli indicatori di diversità microbica sono stati correlati con i principali indicatori fisico-chimici del suolo TOC, pH, N e CEC. La biomassa microbica del suolo, stimata come ng di DNA estratto, risulta correlata con TOC e N mentre ricchezza (S) e diversità (Shannon index) stimate mediante fingerprinting ARISA sono correlate positivamente solo con il pH. La ricchezza e la diversità batterica ottenute dai profili dell’analisi ARISA risultano in generale più elevate nei suoli italiani caratterizzati da un pH più elevato (7,6 - 8,6), rispetto ai suoli spagnoli e portoghesi, che mostrano invece un pH più basso. Considerando l'uso del suolo, le foreste di pini e i pascoli hanno un contenuto di biomassa più elevato rispetto ai suoli arabili e gli agroecosistemi tradizionali (Gariga, Montado e Dehesa). L’analisi NGS sul sotto-gruppo di 22 suoli ha rivelato la presenza di batteri appartenenti a phyla tipici del suolo (Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Chloroflexi e Verrucomicrobia) e di Archaea (2%) rappresentati principalmente da Crenarchaeota. Considerando gli effetti delle variabili fisico-chimiche nella modulazione della distribuzione dei taxa batterici, l’abbondanza della maggior parte dei phyla è influenzata significativamente dalla capacità di scambio cationico (CEC), seguita dal pH del suolo. L’ abbondanza relativa degli Actinobacteria è maggiore nei suoli italiani a pH neutro, mentre Acidobacteria, Verrucomicrobia e Chloroflexi sono più abbondanti nei suoli iberici. Solo il phylum dei Firmicutes ha mostrato variazioni significative correlabili all’ uso del suolo. Questo lavoro fornisce una panoramica sulla diversità batterica del suolo in suoli europei minacciati dalla desertificazione nelle regioni del Mediterraneo meridionale, e crea una baseline per il loro monitoraggio all’intensificarsi dei fenomeni di cambiamento climatico e desertificazione. I risultati ottenuti mostrano che il monitoraggio della biodiversità del suolo è un indicatore efficace per valutare la qualità e la salute del suolo.