Estudio de rizósferas de frijol: diferentes cultivares reclutan distinta microbiota, con capacidades metabólicas particulares
En este trabajo, se analizó la microbiota asociada a la raíz del frijol común de dos cultivares distintos, que difieren en su capacidad para resistir la invasión del hongo patógeno Fusarium oxysporum, con una variedad considerada como “susceptible” y la otra como “resistente”.
Para abordar el problema utilizaron un enfoque metatranscriptómico, el cual les permitió estudiar los grupos taxonómicos y los genes particulares de las comunidades de rizósferas de frijoles suceptibles y resistentes. El análisis de la diversidad beta por métodos de ordenamiento, de acuerdo con la composición taxonómica, no mostró grandes diferencias entre las variedades susceptibles y resistentes, pero si a nivel de categorías funcionales de genes. La rizósfera de ambos cultivares presenta taxa considerados promotores de crecimiento como Bradyrhizobiaceae , Rhizobiaceae y Rhodospirillaceae. Sin embargo, una de las más familias sobrerrepresentadas en las rizósferas resistentes es Paenibacillaceae, que presenta miembros capaces de producir antibióticos con capacidad antifúngica. En cuanto a las categorías funcionales de genes, la variedad resistente expresa más genes relacionados con la biosíntesis de fenazina, cuyos antibióticos derivados tienen fuerte actividad contra F. oxysporum. Además de éstos genes, se expresa una mayor cantidad de aquellos relacionados con metabolismo del nitrógeno, fósforo, hierro, motilidad y quimiotaxis.
Structure and composition of the microbial communities in the rhizosphere of two common bean cultivars with contrasting levels of resistance to F. oxysporum. a Redundancy analysis (RDA) performed on taxonomic profile (genus level) and environmental characteristics. Arrows indicate correlation between environmental parameters and community structure. Only significant correlations evaluated via the Monte Carlo permutation test (P < 0.05) are shown; b Principal component analysis (PCA) based on functional profile (SEED database). c Heatmap showing the differential abundance of phylum and family and d heatmap for functional categories. The color key relates the heatmap colors to the standard score (z-score), i.e., the deviation from row mean in units of standard deviations above or below the mean. Different lower case letters refer to significant differences between the treatments based on Welch’s t-test with Benjamini-Hochberg correction (P < 0.05). Significant clusters (ANOSIM, P < 0.05) are indicated by lines in the graph B (color figure online).
De este modo, la mayor abundancia de genes relacionados con el metabolismo de nutrientes, podrían resultar en plantas más sanas que resistan a la invasión de patógenos. Mientras que los genes de motilidad y quimiotaxis, resultarían necesarios para el establecimiento de la microbiota. Por lo anterior, los autores sugieren que la selección de cultivares resistentes de frijol, ha resultado en la selección de una microbiota benéfica.
Mendes, L. W., Mendes, R., Raaijmakers, J. M., & Tsai, S. M. (2018). Breeding for soil-borne pathogen resistance impacts active rhizosphere microbiome of common bean. The ISME journal, 1.
