Nuestra nueva publicación: El metagenoma de una planta carnívora
El mismo Darwin estudió estas plantas y observó que las trampas de Utricularia y sus fluidos una vez que capturaban la presa se tornaban de un color obscuro hasta que el animal quedaba literalmente fuera de la vista. Darwin en su libro Insectivorous plants (1865), describe que tiene la sospecha de que las trampas secretan algún tipo de fermento que acelera la descomposición de sus presas. Este estudio ayuda a entender los «fermentos» que aceleran la digestión de la presa y mismos que son entendidos a un nivel molecular a nivel de genes y especies de microbios, donde el genoma de Utricularia gibba y sus habitantes microbianos se complementan para llevar a cabo dicha labor de digerir presas y proporcionar nutrientes para el desarrollo de las plantas.
U. gibba
El genoma y transcriptoma de Utricularia gibba una planta acuática, sin raíces y carnívora se secuenció recientemente. Las trampas son el sitio donde U. gibba captura a sus presas y estas son importantes para poder sobrevivir en ambientes limitados por nutrientes. Las trampas de U. gibba (Ugt) son estructuras especializadas y se ha propuesto que filtran activamente a sus habitantes microbianos. Para determinar si la composición del microbioma de las plantas difieren en composición o abundancia del microbioma de su medio ambiente natural utilizamos la secuenciación del metagenoma (WGS) para describir la diversidad taxonómica y funcional del microbioma de Ugt. Colectamos a U. gibba de un ambiente natural y secuenciamos tanto el metagenoma de las trampas y del medio circundante (agua y sedimentos). El microbioma de la planta tiene más de 1,100 especies y utilizando el reclutamiento de fragmentos contra pangenomas conocidos fuimos capaces de identificar a especies clave dentro del microbioma como Pseudomonas monteilli. El análisis metagenómico permitió ver que el microbioma de la trampa juega un papel central en reciclar o pepenar nutrientes y asimilarlos al mismo tiempo que complementa las funciones hidrolíticas codificadas por la planta.
Otro hallazgo importante es ver que se encuentran especies que en contextos humanos son patógenos, pero en asociación con plantas les permiten adquirir nutrientes, hormonas vegetales y otros beneficios que ayudan a la planta. Este trabajo es de los primeros metagenomas totales que se hacen en México y abre las posibilidades para estudiar mediante metagenómica las asociaciones plantas-microorganismos. Entender dichas interacciones a nivel molecular nos permite entender más de cómo una planta y su genoma extendido (microbioma) se adaptan a su ambiente a nivel molecular.
El artículo completo puede ser consultado en la siguiente dirección:
http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0148979
Bibliografía:
Alcaraz LD, Martínez-Sánchez S, Torres I, Ibarra-Laclette E, Herrera-Estrella L (2016) The Metagenome of Utricularia gibba‘s Traps: Into the Microbial Input to a Carnivorous Plant. PLoS ONE 11(2): e0148979. doi:10.1371/journal.pone.0148979
Genómica comparativa funcional entre el genoma de U. gibba, su trampa (Ugt) y el medio circundante (Ugm)
Gracias al uso de metagenómica total pudimos identificar a nivel de especies y sus genes los habitantes microbianos de la trampa de U. gibba. Se analizaron más de 1400 pangenomas para determinar la composición a nivel de especie.
