Las semillas de jitomate transmiten microorganismos benéficos para la planta
En los últimos años se ha demostrado que tanto el suelo como el genotipo de la planta influyen en el microbioma de las semillas. Sin embargo, no se ha estudiado la transmisión y estabilidad de la microbiota de semillas. Con este fin, se cultivaron semillas (primera generación, 1G) de Solanum lycopersicum en invernadero utilizando una mezcla de arenas como sustrato. Las plantas se crecieron hasta los 83 días, momento en el que se tomaron muestras y se extrajo el DNA de suelo, rizósfera y endósfera, así como de la 1G y segunda generación (2G) de semillas (proveniente del fruto de las plantas cultivadas).
Después de secuenciar el DNA de todas las muestras Proteobacteria predominió en todos los microhábitats estudiados, seguido de Firmicutes, Actinobacterias y Bacteroidetes. En la comunidad bacteriana de semillas 1G Burkholderiaceae (19%), Pseudomonadaceae (7%), y Comamonadaceae (6%) fueron los taxa más dominantes. En las semillas 2G Comamonadaceae (14%), Rhizobiaceae (8%), y Oxalobacteraceae fueron las familias más abundantes, siendo más similares las comunidades de 1G que las de 2G a las comunidades de los otros microhábitats de la planta. De acuerdo a los índices de diversidad (Observados, Chao1, Shannon y Simpson) suelo, rizósfera y endósfera fueron más diversos que las semillas, cuyas comunidades eran más selectas en las dos generaciones.
Mediante cultivo en placa se obtuvieron de todo el sistema (suelo, rizósfera, endósfera y ambas generaciones de semillas) 5,153 aislados y en ellos se evaluaron la producción de metabolitos asociados con promoción de crecimiento, tolerancia a sequía y a ambientes salinos, capacidad de solubilización de fosfato, producción de quitinasa y de compuestos volátiles inhibidores de crecimiento de hongos. La mayoría de estos aislados fueron productores de ACC deaminasa y sideróforos. Bacterias que son PGPB (bacterias promotoras de crecimiento) o productoras de antimicrobianos como Bacillus nakamurai, Ralstonia pickettii y Stenotrophomonas maltophilia se encontraron en todos los microhábitats. Los aislados identificados como Bacillus aryabhattai C6b y Microbacterium flavescens C7 se probaron como promotores de crecimiento in planta, dando resultados positivos.
Para poder rastrear a las bacterias identificadas en cultivo y ubicar los distintos taxa en cada microhábitat se construyó una red donde se visualiza la presencia de los OTUs en cada hábitat y su abundancia. De esta manera fue posible rastrear e identificar a las semillas como vehículos de transmisión de bacterias benéficas como respuesta al ambiente. Por ejemplo, los miembros de Burkholderiaceae, abundantes en 1G, producen antifúngicos, pero al pasar de un ambiente de campo (origen de semillas 1G) a un ambiente libre de patógenos en el invernadero (origen de semillas 2G) su abundancia disminuye. Por otro lado, bacterias PGPB, como Stenotrophomonas, se mantuvieron en todos los microhábitats para poder llegar a las semillas 2G y así contribuir al desarrollo de la siguiente generación de plantas.
A pesar de desconocer los mecanismos, parece que la planta selecciona para las semillas taxa que sean compatibles con el ambiente del suelo, utilizando como puente a la rizósfera y a la endósfera. Es la planta la que va estructurando a las comunidades de la semilla para darle continuidad a las asociaciones que se realizan con los microorganismos del suelo. Con base en esto, es posible considerar a la semilla como blanco para el aislamiento, estudio y aplicaciones de PGPB.
Referencia: Bergna, A., Cernava, T., Rändler, M., Grosch, R., Zachow, C., Berg, G. (2018) Tomato Seeds Preferably Transmit Plant Beneficial Endophytes. Phytobiomes Journal. 2, 4: 183-193.
