Las plantas que crecen en condiciones de aridez podrían reclutar una microbiota especial
Por medio de amplicones del gen 16S rRNA, metranscriptómica y el estudio de transcritos y producción de metabolitos de raíz, Ling Xu y colaboradores estudiaron el efecto del estrés hídrico en las comunidades de bacterias asociadas a la raíz del sorgo. Considerando que el microbioma de raíz es reclutado del entorno durante el desarrollo de las plantas, las sometieron a estrés hídrico antes de la floración y analizaron el microbioma en 18 puntos de tiempo (que comprenden periodos anteriores y posteriores a la floración), incorporando controles de riego normal e inducción de estrés hídrico postfloración, así como muestras de suelo circundante. El análisis del índice de diversidad de Shannon, no muestra diferencias en las muestras de suelo respecto al control, pero si una disminución drástica en la diversidad cuando las plantas son sometidas a condiciones de sequía. De manera similar, al analizar la diversidad beta por medio del índice de disimilitud Bray Curtis, las diferencias entre suelos bien regados y secos no es muy clara, pero incrementa en las muestras de rizósfera y es aún mayor en la endósfera.
Al realizar análisis de abundancia diferencial, se encontró que el grupo más favorecido es el de las actinobacterias, cuya abundancia relativa incrementa ligeramente en suelos, moderadamente en rizósfera y notablemente en endósfera. Sin embargo, cuando después de la floración se restablece el riego normal, la proporción de actinobacterias cae a niveles muy bajos. En relación a lo anterior, los autores proponen que las bacterias favorecidas durante la sequía, son las monodermas, aquellas que carecen de una membrana externa y cuentan con paredes celulares de mayor grosor. Uno de los géneros de Actinobacteria que se ve favorecido durante la sequía es Streptomyces, por lo que utilizaron plantas gnotobióticas para inocularlas con bacterias de dicho género (marcadas con mCherry) y observaron un mayor grado de colonización bajo condiciones de sequía.
Para comprender las estrategias de las bacterias asociadas a raíz para sobrevivir éste tipo de ambientes se analizaron los metatranscriptomas, los cuales mostraron un enriquecimiento en genes de control de ciclo celular, metabolismo de carbohidratos, transporte de aminoácidos y transporte de carbohidratos. Se cree que las plantas desempeñan un papel muy importante en la predominancia de éstas bacterias, pues el análisis de sus transcriptomas y producción de metabolitos demuestran que en sequía, producen una gran cantidad de G3P, (un importante precursor en la síntesis de peptidoglicano, que forma parte de la pared celular bacteriana), compuesto con el cual se relacionan varios transcritos detectados de transportadores ABC y vías metabólicas. De éste modo se propone un modelo en que las plantas que crecen en condiciones de aridez producirían metabolitos característicos que atraerían a bacterias monodermas.
Xu, L., Naylor, D., Dong, Z., Simmons, T., Pierroz, G., Hixson, K. K., … Coleman-Derr, D. (2018). Drought delays development of the sorghum root microbiome and enriches for monoderm bacteria. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. https://doi.org/10.1073/pnas.1717308115
