Interactions between populations of Rhizobium, Methanotrophs and Archaea in two different lowland tropical forest soil communities

Bacteria in the genus Rhizobium, methanogenic bacteria and Archaea are important in the terrestrial carbon (C) and nitrogen (N) cycle dynamics and the sequestration of C and N into the soil biomass. A better understanding of the functions of these microbial groups could provide some clarity on the impact of different land development practices and a changing climate on soil ecosystems. The community structure of these three groups of soil microbes was compared between a secondary forest and a forest dominated by the leguminous tree Pentaclethra macroloba within a Costa Rican rainforest. The secondary forest soils had a greater total microbial biomass and efficiency of C utilization, greater relative abundance of methanotrophs and Archaea 16s rDNA, and greater overall microbial diversity, whereas the relative abundance of Rhizobium was greater in the Pentaclethra macroloba-dominant forest soil. The data suggest that rhizobia, methanotrophs and Archaea are involved in a complex interplay that affects the C and N cycle dynamics. Resumen: Las bacterias del género Rhizobium, las bacterias metanogénicas y los Archaea son importantes en la dinámica de los ciclos del carbono (C) y nitrógeno (N) terrestres y en el secuestro de C y N en la biomasa del suelo. Una mejor comprensión de las funciones de estos grupos microbianos podría brindar claridad sobre el impacto de las diferentes prácticas de uso del suelo y del cambio climático sobre los ecosistemas edáficos. La estructura de la comunidad de estos tres grupos de microbios del suelo fue comparada entre un bosque secundario y un bosque dominado por la leguminosa arbórea Pentaclethra macroloba en un bosque lluvioso de Costa Rica. Los suelos del bosque secundario tuvieron una biomasa microbiana total mayor y una mayor eficiencia en la utilización de C, una mayor abundancia relativa de ADNr 16s de los metanotrofos y los Archaea, y en general una mayor diversidad microbiana, mientras que la abundancia relativa de Rhizobium fue mayor en el suelo del bosque dominado por Pentaclethra macroloba. Los datos sugieren que los rizobios, los metanotrofos y los Archaea están involucrados en una interacción compleja que afecta los ciclos dinámicos del C y el N. Resumo: Bactérias do género Rhizobium, metanogénicas e Archaea são importantes nas dinâmicas do ciclo de nutrientes do carbono terrestre (C) e do azoto (N) e na sequestração do C e N na biomassa do solo. Uma melhor compreensão das funções destes grupos microbianos pode proporcionar uma melhor clarificação quanto ao impacte das diferentes práticas de desenvolvimento da terra e da mudança climática nos ecossistemas do solo. A estrutura de * Corresponding Author; e-mail: [email protected] 198 N-FIXING BACTERIAL COMPOSITION IN TROPICAL FOREST SOILS comunidade destes três grupos de micróbios do solo foi comparada entre a floresta secundária e a floresta dominada pela Pentaclethra macroloba, uma espécie arbórea leguminosa na floresta de chuvas da Costa Rica. Os solos da floresta secundária apresentaram uma maior biomassa microbiana total e mais eficiência na utilização do C, maior abundância relativa de metanotrofos e Archaea 16s rDNA, bem como maior diversidade microbiana global, enquanto a abundância de Rhizobium foi maior nos solos florestais dominados pela Pentaclethra macroloba. Os dados sugerem que os Rhizobium, metanotrofos e Archaea estão envolvidos numa interação complexa que afecta as dinâmicas do ciclo do C e do N.