Les fragments du gène de la protoxyde d'azote réductase ( nosZ ) diffèrent entre les sols natifs et cultivés du Michigan

L'effet de la gestion agricole standard sur l'hétérogénéité génétique des fragments de la protoxyde d'azote réductase (nosZ) issus de procaryotes dénitrifiants dans des sols natifs et cultivés a été exploré. Trente-six carottes de sol ont été combinées pour chacune des deux conditions de gestion des sols. Les fragments du gène nosZ ont été amplifiés à partir d'échantillons en triple, et les produits de PCR ont été clonés et criblés par polymorphisme de longueur des fragments de restriction (RFLP). La similarité des profils RFLP totaux de nosZ a augmenté avec la taille de l'échantillon de sol jusqu'à ce que des échantillons de 3-g en triple produisent des profils RFLP visuellement identiques pour chaque traitement. D'importantes différences dans les profils totaux de nosZ ont été observées entre les sols natifs et cultivés. Les fragments représentant les groupes majeurs de clones rencontrés au moins deux fois ainsi que quatre clones sélectionnés au hasard avec des profils RFLP uniques ont été séquencés pour vérifier l'identité de nosZ. La diversité des séquences des clones de nosZ issus du champ cultivé était plus élevée, et seulement huit profils ont été retrouvés dans les banques de clones des deux sols parmi les 182 profils RFLP distincts de nosZ identifiés à partir des deux sols. Un groupe de clones représentant 32% de l'ensemble des clones dominait la banque de gènes du sol natif, tandis que de nombreux groupes mineurs ont été observés dans la banque de gènes du sol cultivé. Les 95% confidence intervals de l'estimateur de richesse non paramétrique Chao1 pour les données RFLP de nosZ ne se chevauchaient pas, indiquant que les niveaux de richesse spécifique sont significativement différents dans les deux sols, le sol cultivé présentant une diversité plus élevée. L'analyse phylogénétique des séquences d'acides aminés déduites a regroupé la majorité des clones de nosZ dans un cluster entrelacé de sols du Michigan dont les membres cultivés sont des alpha-Proteobacteria. Seules quatre séquences de nosZ issues du sol cultivé et une issue du sol natif étaient apparentées à des séquences trouvées chez les gamma-Proteobacteria. Les séquences du champ natif ont formé un cluster distinct et étroitement apparenté (D(mean) = 0.16) contenant 91.6% des clones natifs. Les clones du champ cultivé étaient plus distants les uns des autres (D(mean) = 0.26), et 65% ont été trouvés en dehors du cluster issu du sol natif, indiquant en outre une différence entre les deux communautés. Dans l'ensemble, il semble exister une relation entre l'utilisation et la richesse, la diversité et la position phylogénétique des séquences de nosZ, indiquant que l'utilisation agricole du sol a entraîné une transition vers une communauté dénitrifiante plus diversifiée.