Microbial characterization of an unmined porphyry deposit at Bosque del Pueblo (Adjuntas, PR)

Abstract

The results from this work demonstrated the relationship between vegetation cover and the diversity of soil bacterial communities from two sites in an abandoned unmined porphyry deposit at Bosque del Pueblo, Adjuntas, PR. The sampling sites were named as Estación Bosque (EB), located within the secondary forest and cover by vegetation; and Estación Mina (EM) which is deforested and lies adjacent to the forest. The aims of this study were i) to characterize the diversity of soil bacterial community at two sites using PCR-amplified 16S rDNA clone libraries and terminal restriction fragment length polymorphism (T-RFLP, or TRF) analyses, and ii) to correlate the sites’ bacterial diversity to physical and chemical properties of soil and water streams at these locations. Both 16S rDNA phylogenetic analysis and T-RFLP profiles revealed that the bacterial communities in secondary forest soil samples were distinct from those in deforested soils and that similarities in bacterial community composition were detected within the forested soil samples as well as within the deforested soil samples. The collection of sequences from Estación Bosque were dominated by members of Acidobacteria (35%), followed by Proteobacteria (31%) members. Whereas the clone sequences detected in Estación Mina were more closely related to members of phylum Choloflexi (40%). According to Shannon index (H) the bacterial composition was more diverse in the Estación Bosque than in Estación Mina. In terms of the physico-chemical properties of soil and water streams at the sites, the organic matter, organic carbon, and total nitrogen content in the forested soil samples were higher than the corresponding content in deforested soil samples. Furthermore, water samples taken from the deforested site exhibited higher conductivity, acidity, and metal ions concentrations than samples from the forested site. It is concluded that a shift in vegetation cover from secondary forest to deforested soil induces changes in the physico-chemical properties of soil and water streams in Bosque del Pueblo that in turn influence the soil bacterial diversity.

Los resultados de este trabajo demostraron la relación entre la cobertura vegetal y la diversidad de las comunidades bacterianas en el suelo de dos lugares en un depósito porfídico abandonado y no minado en el Bosque del Pueblo (Adjuntas, PR). Los lugares de muestreo fueron nombrados como: Estación Bosque (EB), localizada dentro del bosque secundario y con cobertura vegetal; y Estación Mina (EM) la cual esta deforestada y localizada adyacente al bosque. Las metas de este estudio fueron i) caracterizar la diversidad bacteriana del suelo en dos estaciones usando los análisis de las librerías de clones del gen 16S rDNA amplificado por PCR y los perfiles del polimorfismo de la longitud del fragmento terminal de restricción (T-RFLP), y ii) correlacionar la diversidad bacteriana de los lugares muestreados a las propiedades físicas y químicas de los suelos y arroyos en estos lugares. Ambos, análisis filogenéticos del 16s rDNA y los perfiles de T-RFLP, revelaron que las comunidades bacterianas en las muestras de suelo del bosque secundario fueron distintas de aquellas en suelos deforestados y que similitudes en la composición bacteriana fueron detectadas dentro de las muestras de suelos forestados, así como, dentro de las muestras de suelo deforestado. La colección de secuencias de la Estación Bosque fue dominada por miembros de Acidobacteria (35%), seguido por miembros de Proteobacteria (31%). Mientras que las secuencias de clones detectadas en la Estación Mina fueron relacionadas más cercanamente a miembros del phylum Chloroflexi (40%). De acuerdo al índice Shannon (H), la composición bacteriana fue más diversa en la Estación Bosque que en la Estación Mina. En términos de las propiedades físico-químicas del suelo y los arroyos en los lugares muestreados, el contenido de materia orgánica, carbono orgánico y nitrógeno total fueron mayores en las muestras de suelo forestadas que el contenido correspondiente en las muestras de suelos deforestados. Más aun, las muestras de agua tomadas de la estación deforestada exhibieron mayor conductividad, acidez y concentración de iones metálicos que las muestras de la estación forestada. Se concluye que una alteración en la cobertura vegetal, de bosque secundario a suelo deforestado, induce cambios en las propiedades del suelo y los arroyos del Bosque del Pueblo que a su vez influyen en la diversidad bacteriana del suelo.