The nematode community is an important component of soil biodiversity, which has a wide range of ecological functions, from nutrient cycling to plant parasitism. Although much effort has been made to describe the plant-parasitic nematode communities associated to soybean crop, little is known about the interactions between nematodes and soil microbiome. Here, two experiments under controlled conditions and analyses of 178 soil samples collected from the main soybean producing areas in Brazil, in four different biomes (Amazon Rainforest, Atlantic Rainforest, Cerrado, and Pampa), were used to assess the relationships between soil bacterial communities and (plant-parasitic and free-living) nematode communities in soybean crop. Soil bacterial and total nematode communities were analysed by sequencing of the 16S rRNA and 18S rRNA genes, respectively, while plant-parasitic nematode communities were analysed by light microscopy. Furthermore, we investigated the influence of soil physicochemical properties on the plant-parasitic nematode community and microbial activity by analysing 216 soil samples collected from no-till soybean crops. Our experimental results demonstrated the suppressive effect of soil bacterial diversity against Meloidogyne javanica in soybean plants and highlighted some groups of bacteria potentially antagonistic to this plant-parasitic nematode, such as Pseudomonas spp. and Microbacterium spp. Our sampling results showed significant negative correlations between population density of Pratylenchus sp. and relative abundance of several bacterial genera that naturally occur in soybean cultivated soils, such as Streptomyces and Paenibacillus, which are known antagonists of plant-parasitic nematodes. Our results also showed that the total nematode community in soils cultivated with soybean in Brazil is predominantly composed of the orders Rhabditida, Tylenchida, Dorylaimida, Triplonchida and Enoplida, while the plant-parasitic nematode community is predominantly composed of the genera Meloidogyne, Pratylenchus, Heterodera, Rotylenchulus, Helicotylenchus, Scutellonema, and Xiphinema. We also observed a positive correlation between the total nematode richness (predominantly composed by free-living nematodes) and soybean yields, which highlights the positive importance of the free-living nematode community in maintaining and increasing grain productivity. In addition, our results demonstrated that the clay content and the soil pH are the main soil physicochemical properties modulating the plant-parasitic nematodes community in soybean cultivated soils under the no-till system and the soil organic matter content and the pH are the main properties modulating the microbial activity in those soils. Our study is the first to provide insights into the interactions between soil bacterial diversity and nematode communities in soybean crop in Brazil, which may be useful for the design of new strategies to manage these organisms and for the development of new biological products based on bacteria potentially antagonistic to plant-parasitic nematodes.

A comunidade de nematoides é um importante componente da biodiversidade do solo, a qual possui uma variedade de funções ecológicas, que vão da ciclagem de nutrientes ao parasitismo das plantas. Embora muito esforço já tenha sido feito para descrever as comunidades de nematoides parasitos de plantas associadas à cultura da soja, pouco se sabe sobre as interações entre os nematoides e o microbioma do solo. Neste estudo, dois experimentos em condições controladas e análises de 178 amostras de solo coletadas nas principais áreas de produção de soja do Brasil, cobrindo quatro diferentes biomas (Amazônia, Mata Atlântica, Cerrado e Pampa), foram utilizadas para investigar as relações entre as comunidades de bactérias do solo e as comunidades de nematoides (parasitos de plantas e de vida livre) na cultura da soja. As comunidades de bactérias e nematoides totais dos solos foram analisadas pelo sequenciamento dos genes 16S rRNA e 18S rRNA, respectivamente; enquanto as comunidades de nematoides parasitos de plantas foram analisadas por microscopia óptica. Além disso, a influência das propriedades físicas e químicas dos solos sobre a comunidade de nematoides parasitos de plantas e sobre a atividade microbiana do solo foi investigada por meio da análise de 216 amostras de solo coletadas a partir de campos de soja em sistema de plantio direto. Os resultados experimentais demonstraram o efeito supressivo da diversidade de bactérias contra o parasitismo de Meloidogyne javanica em plantas de soja e apontaram grupos de bactérias potencialmente antagônicas a esse nematoide, tais como Pseudomonas spp. e Microbacterium spp. Os resultados amostrais mostraram correlações negativas significativas entre a densidade populacional de Pratylenchus sp. e a abundância relativa de vários gêneros de bactérias que ocorrem naturalmente nos solos cultivados com soja, como Streptomyces e Paenibacillus, os quais são conhecidos antagonistas de nematoides parasitos de plantas. Os resultados da pesquisa também demonstraram que a comunidade de nematoides nos solos cultivados com soja no Brasil é predominantemente composta pelas ordens Rhabditida, Tylenchida, Dorylaimida, Triplonchida e Enoplida; enquanto a comunidade de nematoides parasitos de plantas é predominantemente composta pelos gêneros Meloidogyne, Pratylenchus, Heterodera, Rotylenchulus, Helicotylenchus, Scutellonema e Xiphinema. Ademais, foi observada correlação positiva entre a riqueza de nematoides totais (predominantemente composta por nematoides de vida livre) e a produtividade da soja, o que mostra a importância positiva da comunidade de nematoides de vida livre na manutenção e elevação da produtividade de grãos. Além disso, observou-se que o teor de argila e o pH são as principais propriedades físico-químicas que modulam a comunidade de nematoides parasitos de plantas em solos cultivados com soja em sistema de plantio direto, enquanto o teor de matéria orgânica e o pH são as principais propriedades que modulam a atividade microbiana nesses solos. Este estudo é o primeiro a fornecer informações sobre as interações entre a diversidade bacteriana do solo e a comunidade de nematoides na cultura da soja no Brasil, as quais podem ser úteis para a idealização de novas estratégias de manejo desses organismos e para o desenvolvimento de novos produtos biológicos à base de bactérias potencialmente antagonistas aos nematoides parasitos de plantas.