Efectos del estrés por sombra en césped y sus comunidades bacterianas de rizósfera
Lo que actualmente se sabe respecto a las respuesta ante estrés por sombra se ha obtenido a través de estudios de plantas dejando de lado la contribución del suelo y sus componentes. Actualmente se utiliza una combinación de árboles, arbustos y césped para las áreas verdes urbanas, lo que resulta en un incremento en las regiones sombreadas que a su vez alteran la humedad y temperatura de suelos. Para evaluar el efecto de estas alteraciones en la estructura microbiana del suelo se emplearon Ophiopogon japonicus (OJ) con tolerancia a la sombra y Lolium perenne (LP), con mínima tolerancia a estrés por sombra. Se sembraron en el campus de la universidad semillas de OJ en zona sombreadas y de LP en zonas soleadas y una vez que las plantas tenían 15 cm de altura se tomaron muestras de suelo. En el invernadero se cultivaron semillas de OJ en LP con el suelo del campus correspondiente a cada especie y ambas fueron sometidas a: luz o sombra por 7 y 14 días. Posteriormente se midieron variables morfofisiológicas (superficie foliar, morfología de raíz, contenido de clorofila y el rendimiento del fotosistema II (Fv/Fm)) y se tomaron muestras de suelo para secuenciar el gen 16S y evaluar parámetros edáficos.
LP presentó una disminución de crecimiento mucho más severa que OJ en las variables de peso húmedo, área foliar, longitud y volumen de raíz. En cuanto a la diversidad en las comunidades bacterianas no hubo diferencias entre los tratamientos de luz y sombra dentro de la misma especie de planta pero sí lo hubo en cuanto a la dominancia de las especies. Hubo una disminución en OJ y un incremento del índice de Simpson en LP en los tratamiento de sombra. Las diferencias más marcadas entre las rizósferas de OJ y LP consistieron en el incremento de Nitrospira, Steroidobacter, Kaistobacter y Pirellula en OJ y la disminución de estas en LP. Mediante un análisis de PCoA se observa que las comunidades de tratamientos de sombra forman un grupo separado de los tratamientos de luz, confirmando que el estrés por sombra contribuye a la estructuración de las comunidades.
Para determinar el efecto de los microorganismos sobre la tolerancia a la sombra se desarrolló un experimento de feedback en el que se tomaron suelos de OJ y LP sembradas en campus. Estos suelos se usaron para cultivar ambas especies de plantas con suelo vivo y suelo estéril y se sometieron durante 4 semanas a sombra para después determinar la biomasa de las plantas. Únicamente la biomasa de LP disminuyó al ser cultivada en suelo vivo, ya que las comunidades presentes en el suelo de LP no se adaptan para promover el crecimiento en sombra, sino que probablemente compiten con la planta por recursos. Se determinó que estos cambios en las comunidades se correlacionan positivamente con área foliar, Fv/Fm, contenido de clorofila y morfología de raíz. Aunado a esto, la presencia de ciertos taxa se explican por los parámetros edáficos que se muestran en la figura.
Los autores concluyen que la planta LP fue más susceptible a los tratamientos por sombra y que las comunidades rizosféricas son importantes para tolerar este tipo de estrés. La rizósfera de OJ estaba dominada por Proteobacteria y Actinobacteria capaces de responder a distintos tipos de estrés, mientras que la de LP estaba enriquecida por Acinetobacter y Bacteroidetes. La selección de estos taxa puede darse a través de los exudados de OJ que no son los mismos que los de LP, de manera que no solo los factores edáficos del suelo sino también el genotipo de la planta esté involucrado en el reclutamiento de comunidades microbianas en raíz.
Referencia: Fu, J., Luo, Y., Sun, P., Gao, J., Zhao, D., Yang, P., Hu, T. (2020) Effects of shade stress on turfgrasses morphophysiology and rhizosphere soil bacterial communities. BMC Plant Biology. 20, 92: 1-16.
