Caracterización de propiedades ligninolíticas de comunidades bacterianas en suelos forestales
La despolimerización y degradación de lignina en los suelos es un proceso caracterizado principalmente en hongos y algunos grupos bacterianos pero se conoce poco sobre la contribución de diferentes taxa a nivel de comunidades microbianas completas.
En este trabajo realizan un estudio metagenómico vía secuenciación de bibliotecas de amplicones y metagenomas totales en experimentos de microcosmos usando dos horizontes de 4 suelos forestales los cuales son adicionados con fuentes complejas de carbono (celulosa, hemicelulosa y lignina) marcadas con C13 para evaluar la capacidad ligninolítica de dichos substratos por las comunidades microbianas presentes en los suelos. Utilizando un gradiente de CsCl separan el DNA metagenómico para generar bibliotecas separadas de los miembros enriquecidos en C12 y C13 a partir de las cuales recuperaron distintos genomas bacterianos completos para la búsqueda de enzimas involucradas en la degradación de las distintas fuentes de carbono suplementadas.
Al analizar los metagenomas enriquecidos en C13 los autores encuentran que los ordenes de Caulobacterales y Burkholderiales están altamente representados en los microcosmos suplementados con lignina, lo cual sugiere una contribución importante en el proceso de despolimerización de lignina por parte de estos grupos bacterianos. En particular, los géneros Asticcacaulis y Caulobacter mostraron ser degradadores de 2 y 3 de los compuestos complejos de carbono añadidos, respectivamente.
Los metagenomas enriquecidos en ligina marcada con C13 contenían un mayor número de genes de origen bacteriano que codifican enzimas (lacasas y alcohol oxidasas) involucradas en la despolimerización de lignina. En particular, se lograron recuperar 9 MAGs que contenían la vía completa del b cetoadipato, la cual está encargada de la despolimerización de lignina hasta metabolitos primarios y se clasificaron como Burkholderia, Sphingomonas, Caulobacter y Sorangium. Los metagenomas que fueron enriquecidos con celulosa contenían un mayor número de secuencias codificantes de glicósido hidrolasas
El trabajo muestra que existe un gran número de especies bacterianas que estan involucradas en la despolimerización de lignina debido a que sus genomas codifican, potencialmente, un número importante de enzimas de degradación de carbohidratos complejos. De igual forma se descubren contribuciones al proceso por parte de miembros no cultivables de la comunidad.
referencia: Wilhelm, R. C., Singh, R., Eltis, L. D., & Mohn, W. W. (2018). Bacterial contributions to delignification and lignocellulose degradation in forest soils with metagenomic and quantitative stable isotope probing. The ISME journal, 1.
