Disección y diseño de comunidades bacterianas con influencia en el fenotipo de plantas.

Disección y diseño de comunidades bacterianas con influencia en el fenotipo de plantas.

La mayor parte de los ensayos de interacción planta-bacteria son considerados reduccionistas debido a que los experimentos realizados son en cultivos in vitro y utilizando sólamente a una aislado bacteriano, probando diferentes respuestas por parte de las plantas. En este trabajo Herrera Paredes y colaboradores llevan a cabo un esfuerzo para disectar las relaciones entre plantas de Arabidopsis y bacterias aisladas de raíces de Brasicaceas con el fin de encontrar bacterias que influencien el fenotipo de las plantas en respuesta a fósforo. Usando un subconjunto de 78 cepas que dividen en tres grupos funcionales respecto a la acumulación de fósforo en las plantas (positivo, indiferente y negativo) crean bloques compuestos por 7 u 8 cepas que comparten el tipo de respuesta y realizan predicciones que comparan con evidencia experimental, existiendo una correlación entre ambas, lo cual deja claro que es posible predecir la respuesta de las plantas a partir de datos de asociaciones binarias.

Entre los resultados más interesantes que presentan, está el hecho de que los efectos de los consorcios en el fenotipo de las plantas no es un fenómeno que dependa de las abundancias bacterianas, sino que es más relevante el “apilamiento” funcional de las mismas.

Para probar las respuestas metabólicas de las plantas ante la interacción con las comunidades sintéticas, los autores analizan una serie de marcadores de respuesta a carencia de fosfato en los transcriptomas de las plantas, encontrando que, bajo condiciones axénicas, no había una inducción de estos genes a pesar de estar en condiciones limitantes de fósforo. Curiosamente, las comunidades compuestas solo por bloques con actividad positiva (incremento de fósforo en parte aérea), no ejercían una respuesta en estas vías, mientras que los bloques negativos si podían activar una respuesta transcripcional de estos genes y particularmente la combinación de dos bloques, uno positivo y uno negativo, generaba la mayor respuesta.

Finalmente, utilizando toda la información previamente obtenida generan modelos lineales y no lineales para predicción de fenotipos y el mejoramiento de los bloques, logrando intercambiar a miembros de las comunidades y encontrando mejores resultados.  

 

Referencia:

Paredes, S. H., Gao, T., Law, T. F., Finkel, O. M., Mucyn, T., Teixeira, P. J. P. L., … & Jones, C. D. (2018). Design of synthetic bacterial communities for predictable plant phenotypes. PLoS biology, 16(2), e2003962.