Efecto de compartimentos, suelo y planta en comunidades microbianas
En este trabajo se compara la estructura de la microbiota de eucariontes, procariontes y hongos de Arabidopsis thaliana, Medicago truncatula, Pisum sativum y Triticum aestivum después de ser cultivadas durante 4 semanas en suelo Bawburgh (pobre en nutrientes) y Wytham (rico en nutrientes). La microbiota se evaluó en suelo inicial y en los compartimentos: suelo circundante, rizósfera, rizoplano y endósfera.
Se realizaron PERMANOVAS utilizando los distintos compartimentos, tipo de suelo y las especies de planta como variables para determinar cuál de ellos influía más en la estructuración de las comunidades microbianas. Las comunidades de procariontes resultaron más influenciadas por el compartimento, seguido del suelo y finalmente del genotipo de la planta. El tipo de suelo tiene un mayor impacto en comunidades de suelo circundante y va disminuyendo hacia la raíz. La especie de planta, en cambio, tiene un mayor impacto en endósfera y va disminuyendo hacia el suelo. Asímismo, el efecto de la especie de planta y del compartimento no está determinado por el tipo de suelo. Estos patrones se repiten para comunidades eucariontes, mientras que las comunidades de hongos parecen depender más del suelo y no del compartimento o de la especie de planta. A partir de esto, se infiere que la distancia a la raíz es el principal elemento para estructurar las comunidades procariontes y eucariontes en plantas.
Las comunidades procariontes de suelo circundante/rizósfera son similares entre sí a nivel de phylum (dominadas por Acidobacteria y Actinobacteria), al igual que las de rizoplano/endósfera (dominadas por Proteobactera), independientemente del suelo y de la planta. Estas comunidades se diferencían en niveles taxonómicos más bajos: las clases de Proteobacteria en raíz están influenciadas por el tipo de suelo, ya que Bawburgh es más rico en α- y γ-Proteobacterias y Wytham en ß–Proteobacteria. En cuanto a la taxonomía eucarionte, nematoda y metazoa dominan la rizósfera pero se encuentran también en endósfera, mientras que los hongos (Ascomycota y Basidomycota) son el grupo eucarionte dominante en todos los compartimentos. Esto indica que todas las plantas son colonizadas por la misma microbiota del suelo pero son capaces de modificar la estructura de la misma.
Para ahondar en la dinámica de colonización, las comunidades procariontes se dividieron según el tipo de suelo y se analizaron los zOTU de cada compartimento. El número de zOTUs tanto de los microbiomas núcleo como de los zOTUs únicos en ambos suelos disminuye conforme el compartimento se aleja del suelo. Las especies de plantas presentan diferencias significativas en sus microbiotas pero esto se debe a cambios en la abundancia y no a la presencia o ausencia de taxa particulares. Un número reducido de zOTUs (21) comunes en ambos suelos se encuentran asociados a todos los compartimentos. Para comunidades eucariontes y fúngicas se observó el mismo patrón: las plantas son colonizadas por una comunidad núcleo común entre ambos suelos y la planta va estructurando la comunidad. La diversidad en suelo/rizósfera incrementa, mientras que en rizoplano/endósfera disminuye tanto para procariontes como para hongos. Sin embargo, la diversidad de eucariontes no cambia entre compartimentos.
Distintas plantas reclutan comunidades procariontes, eucariontes y fúngicas similares pero su abundancia relativa está determinada por la planta. Existe convergencia en las comunidades procariontes y eucariontes de las comunidades asociadas a compartimentos de la planta, lo cual refuerza la hipótesis de que las plantas coevolucionaron con su microbiota procarionte. Se puede concluir que hay mecanismos conservados de selección en plantas y mecanismos de adaptación de los mismos microorganismos.
Tkacz, A., Bestion, E., Bo, Z., Hortala, M., Poolea, P. (2020) Influence of Plant Fraction, Soil, and Plant Species on Microbiota: a Multikingdom Comparison. American Society of Microbiology, mBIO. 11, 1.
