Influencia del tipo de cultivo sobre el microbioma y fisiología de la planta
Las comunidades microbianas del suelo son clave para la nutrición, desarrollo e inmunidad de las plantas. Sin embargo, las prácticas agrícolas podrían favorecer cierta composición de los microorganismos asociados a las plantas.
Se ha descrito que las plantas cultivadas en monocultivos presentan menor diversidad microbiana en la rizosfera. Sin embargo, el efecto del monocultivo no es necesariamente negativo, ya que podría eliminar patógenos y enriquecer antagonistas de estos.
En este trabajo los autores tenían la hipótesis de que los cambios en la composición de las comunidades del suelo causados por el manejo agrícola afectan el fenotipo de la planta. Para probar esto, hicieron secuenciación de metagenomas de la rizosfera de cacahuate (Arachis hypogaea) y el análisis del metatranscriptoma de las raíces de las plantas cultivadas en el suelo con diferentes historias de manejo, monocultivo de cacahuate y rotación de cultivos.
El monocultivo produjo una reducción de la diversidad microbiana de la rizósfera, un enriquecimiento de varias especies raras y un efecto negativo en los rasgos relacionados con el rendimiento de la planta, como el metabolismo de nutrientes y la biosíntesis de hormonas.
La diversidad de la comunidad microbiana en la rizosfera de cacahuetes en monocultivo, según lo estimado por los índices de Shannon, fue más baja que la de la rizosfera de cacahuete en rotación de cultivo. Las vías que más se enriquecieron en la rizosfera de cacahuetes fueron las vías involucradas en metabolismo del nitrógeno, el metabolismo del azufre y la fosforilación oxidativa estuvieron significativamente subrepresentadas en la rizosfera de cacahuete en monocultivo.
nificant variations (p < 0.05) in bacterial community of peanut rhizo- sphere cultivated in the monocropped and rotation soils. MP: peanut rhizosphere of the monocropped soil, RP: peanut rhizosphere of the rotated soil. b Comparison of community diversity revealed significant lower in peanut rhizosphere cultivated in the monocropping soils than that in the rotation soils. “−1”, “−2”, and “−3” are replicate plot samples. Asterisk indicates significant differences of variable means
harbored microbes whose phylogenetic and functional composition were distinct from those in the rotation rhizo- sphere (Supplementary Fig. S2a, Fig. 2a). Furthermore, the microbial community diversity in the monocropped peanut rhizosphere, as estimated by the Shannon indices, was lower than that of the rotation peanut rhizosphere (p < 0.05, Fig. 2b). Proteobacteria dominated the rhizosphere bacterial
communities with 62.3–74.3% of all reads (Supplementary Fig. S3a). Gammaproteobacteria (F1,5=49.7, p=0.002) and Betaproteobacteria (F1,5=40.3, p=0.003) were sig- nificantly less abundant in the monocropped peanut rhizo- sphere than in the crop rotation peanut rhizosphere. By contrast, a slight increase (1-fold) was seen in the relative abundance of Deltaproteobacteria in the monocropped peanut rhizosphere (F1,5=325.6, p < 0.001). Acidobacteria were significantly less abundant in the monocropped peanut rhizosphere than in the rotation peanut rhizosphere (F1,5= 482.9, p < 0.001), whereas Actinobacteria (F1,5=73.5, p=
between the monocropped and rotated soils (p < 0.05).
Las plantas de cacahuete en monocultivo fueron significativamente más pequeñas que los plantados en suelos con rotación de cultivo, con una reducción significativa de la altura de la planta, la longitud de la raíz, el peso.
Los datos del transcriptoma revelaron que en la vía de producción de auxina, los genes relacionados con la producción de auxinas estaban expresados en menor cantidad en el cacahuate en monocultivo. En contraste, la mayoría de los genes de las vías de señalización de ácido salicílico, ácido jasmónico y etileno estaban sobrerrepresentados en cacahuates crecidos en monocultivo.
Los datos del transcriptoma revelaron que en la vía de producción de auxina, los genes relacionados con la producción de auxinas estaban expresados en menor cantidad en el cacahuate en monocultivo. En contraste, la mayoría de los genes de las vías de señalización de ácido salicílico, ácido jasmónico y etileno estaban sobrerrepresentados en cacahuates crecidos en monocultivo.
Referencia:
Li, X., Jousset, A., de Boer, W., Carrión, V. J., Zhang, T., Wang, X., & Kuramae, E. E. (2018). Legacy of land use history determines reprogramming of plant physiology by soil microbiome. The ISME journal, 1.
