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Title

Análisis de la diversidad procariótica asociada a quercíneas (Quercus ilex sp. ballota y Q. pyrenaica) para la identificación de bioindicadores asociados a la evolución post-incendio y al cambio climático en Sierra Nevada

AuthorsFernández-González, Antonio José; Cobo-Díaz, José F.; Villadas, Pablo J.; Robles Cruz, Ana Belén; Toro, Nicolás; Fernández-López, Manuel
Keywordsprokaryotic diversity
metagenome
Quercus rhizosphere
forest fire
climate change
deep-sequencing
diversidad procariótica
metagenoma
rizosfera de quercíneas
incendio forestal
cambio climático
ultra-secuenciación
Issue Date2011
PublisherMinisterio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente (España)
CitationProyectos de investigación en parques nacionales: 2007-2010: 159-174 (2011)
Abstract[EN] The climate change is a global ongoing process which alters earth ecosystems. Not only the industry derived processes but also other «natural» factors, such as the forest burning, contribute to the increase of atmospheric CO 2 levels and, consequently to the global warming. Adequate forest management could prevent CO 2 emission and/or favour its incorporation into the soil organic matter, thus con- tributing to the overall decrease of CO 2 concentrations. In particular, a rapid re-vegetation or restora- tion strategies with autochthonous formations such as holm-oak wood ( Quercus ilex sp. ballota ) or oakwood ( Q. pyrenaica Wild.) are desirable practices. Soil microorganisms are key elements in carbon cycle completion and positively influence soil fertility and plant growth. In this research project it was studied the prokaryotic diversity associated to the above mentioned trees to identify potential biolog- ical markers to asses both, the forest restoration after a burn and the transition from holm-oak wood to oakwood at the Sierra Nevada Natural Park, as processes contributing to the climate change. Thus total DNA extracted from Quercus rhizosphere was analyzed by different approaches and techniques. First the genetic fingerprint of the rhizosphere from different trees was analyzed by TGGE. Later genetic li- braries, of the 16S rRNA and nif H genes, were constructed in order to determine the diversity and rich- ness of microorganisms and nitrogen-fixation at the rhizospere. Moreover a deep-sequencing analysis was performed with the GS FLX Titanium system of Roche. In this way, more than 10.000 sequences of 16S rRNA amplicons per ecosystem were analyzed which allowed us to obtain a coverage of circa 90% of the total diversity. Finally metagenomic libraries were constructed with environmental DNA in order to analyze the metabolic pathways of each rhizosphere and to conserve the microbial «germoplasm».
[ES]El cambio climático es un hecho constatado e incuestionable. Además de los procesos de tipo industrial existen factores «naturales», como los incendios forestales, que también contribuyen al calentamiento global dada la alta emisión de CO 2 que se produce. Disminuir la concentración de CO 2 atmosférico, evitar su incremento o ayudar a su acumulación en la materia orgánica del suelo, se puede ver beneficiado por un correcto manejo de los bosques. Una rápida re-vegetación o recuperación de las formaciones autóctonas como son los encinares y robledales (Quercus ilex sp.ballota y Q. pyrenaica Wild.) pueden ayudar en este sentido. Los microorganismos del suelo son los responsables del cierre del ciclo biogeoquímico del carbono, contribuyendo además a la fertilidad del suelo y a la promoción del creci- miento vegetal. Por ello, en este proyecto se ha estudiado, por primera vez, la diversidad procariótica asociada a estos árboles con objeto de identificar bioindicadores que nos ayuden a evaluar la recupe- ración después de un incendio y la transición robledal-encinar, en el Parque Nacional de Sierra Ne- vada, como medida del cambio climático. Así se ha analizado el ADN extraído de la rizosfera de estas quercíneas mediante distintas técnicas y aproximaciones. En primer lugar se analizó el fingerprint ge- nético de la rizosfera de los distintos árboles muestreados mediante TGGE. Posteriormente, se realiza- ron librerías génicas, mediante la amplificación con cebadores específicos de los genes 16S rRNA y nif H, para determinar la diversidad y riqueza tanto procariótica como de fijación de nitrógeno. Estos estu- dios se complementaron con la ultrasecuenciación, mediante el sistema GS FLX Titanium de Roche, de amplicones del gen 16S rRNA lo que nos permitió obtener más de 10.000 secuencias por ecosistema re- sultando en una cobertura de la diversidad cercana al 90%. Finalmente se construyeron librerías me- tagenómicas a partir del ADN ambiental para analizar las rutas metabólicas presentes en cada rizosfera y poder conservar el «germoplasma» presente.
Publisher version (URL)http://www.magrama.gob.es/es/red-parques-nacionales/programa-investigacion/09_INVESTIGACION_OK_tcm7-180271.pdf
URIhttp://hdl.handle.net/10261/109840
ISBN978-84-8014-805-4
Appears in Collections:(EEZ) Libros y partes de libros
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