Respuestas metabólicas de comunidades microbianas en condiciones de sequía prolongada
La limitación de agua en los suelos ocasiona que la tasa de descomposición de la materia orgánica disminuye debido a que la actividad metabólica de los microorganismos se ve reprimida por el estrés hídrico. Diferentes trabajos han logrado identificar y aislar a microorganismos resistentes al estrés hídrico, los cuales se han seleccionado y adaptado en ambientes áridos, sin embargo, no se conoce con lujo de detalle los mecanismos moleculares responsables de ello en este tipo en la escala de comunidades microbianas.
En este trabajo, los autores identifican las respuestas metatranscriptomicas y metabólicas de las comunidades microbianas de mantillo bajo periodos de sequía extensos en dos tipos de comunidades de plantas, pastos y herbáceas, debido a que los procesos de sequía modifican también a las comunidades de plantas, generando diferentes calidades de mantillo en el suelo y probablemente repercutiendo en las características metabólicas de las comunidades microbianas.
Los perfiles metabólicos (metatranscriptoma y metaboloma) de las comunidades microbianas mostraron que las diferencias entre las comunidades microbianas se explican dependiendo de la comunidad vegetal (pastos y herbáceas), siendo las herbáceas en donde existe una mayor diversidad taxonómica y metabólica, enriquecidas particularmente en funciones como degradación de carbohidratos y aminoácidos, indicando una mayor inversión en la obtención y degradación de nutrientes debido a la composición más compleja de este tipo de martillo.
En relación a las diferencias impuestas por el tratamiento de sequía en campo, los autores encontraron que múltiples categorías de genes incrementan su expresión bajo sequía en las comunidades microbianas provenientes de mantillo de pastos. Particularmente, encontraron una mayor abundancia de ectoína, colina, betaína y 5-oxo-prolina que los tratamientos de sequía prolongada en herbáceas, resultados corroborados en los perfiles metabolómicos. Por otro lado, en los pastos, los genes y metabolitos sobrerrepresentados se relacionan a funciones indicadoras de biosíntesis y crecimiento como la biosńtesis de aminoácidos y ribonucleótidos de purinas, sobre todo después de un pulso de hidratación indicando el incremento de la actividad biológica por la disrupción del estrés hídrico.
En general, los hallazgos en este trabajo indican que existen diferencias transcripcionales y metabólicas entre las comunidades microbianas que han sido expuestas a sequía prolongada debido a una posible selección de las comunidades microbianas resistentes a la sequía, las cuales tienen respuestas similares entre diferentes grupos de plantas, pero mantienen algunas diferencias que podrían ser asociadas a la calidad del mantillo generado por éstas.
Referencia: Malik, A. A., Swenson, T., Weihe, C., Morrison, E. W., Martiny, J. B., Brodie, E. L., … & Allison, S. D. (2020). Drought and plant litter chemistry alter microbial gene expression and metabolite production. The ISME Journal, 1-12.
