El efecto rizosférico causado por diversas especies de plantas
El cambio en la composición de las comunidades microbianas que ocurre en el suelo respecto a la rizósfera y la endósfera de raíz, se conoce como efecto rizósferico. Debido a que algunas plantas presentan ciclos de vida más largo que otras, se cree que dichas diferencias podrían impactar en el efecto rizosférico, teorizándose que éste sería menor en el de especies de ciclos de vida más cortos como Arabidopsis thaliana. Es por ello que los autores de éste trabajo, analizaron la diversidad de bacterias (utilizando amplicones de 16S rRNA) y de hongos (por medio de ITS) asociadas a suelos y raíces de A. thaliana y de otras ocho plantas con ciclos de vida más largos y una amplia distribución filogéntica, obtenidas en un ecosistema de pastizal. Los análisis de diversidad alfa bacteriana, mostraron un efecto poco marcado en la disminución de la diversidad en las muestras de rizósfera respecto al suelo, la cual se reduce de manera más drástica en la endósfera. Asi mismo, se observó un incremento en la abuandancia relativa de Proteobacterias; así como un incremento de Proteobacterias y Actinobacterias en la endósfera de raíz. Estos resultados sugieren que el efecto rizósferico es bajo en la rizósfera y más severo al interior de la raíz.
Fig. 2 Alpha diversity and phylum-level taxonomy indicate a rhizosphere effect in all plant species. a The alpha diversity of the rhizosphere does not decrease considerably in the rhizosphere, while the endorhizosphere samples all show a significant decrease, indicating the presence of highly abundant species. b The relative abundance of the dominant (more than 1% of the total reads in at least one sample) phyla are shown for each plant species.
Por otro lado, utilizando la métrica de disimilitud Bray-Curtis, realizaron un análisis de Coordenadas Prinicipales (PcoA), dónde se observó que las comunidades de bacteria asociadas a plantas eran distintas en cada especie y diferentes a las del suelo, teniendo, un efecto más marcado en la endósfera que en la rizósfera de suelo. No obstante, las comunidades de rizósfera de Arabidopsis fueron las más similares a las del suelo; un patrón no observado en la endósfera de Arabidopsis.
De manera complementaria, se observó un efecto similar en las comunidades de hongos. Al analizar el enriquecimiento y disminución de OTUs respecto al suelo, se observó que las plantas de Arabidopsis son las comunidades que presentan una menor cantidad de cambios.
Fig. 3 The Arabidopsis bacterial rhizosphere is substantially changed. a Principal coordinate analysis of soil and rhizosphere samples (left panel) or soil and endorhizosphere samples (right panel). The Arabidopsis rhizosphere samples are less dissimilar from bulk soil than other rhizosphere samples, while the endorhizospheres of all species are very distinct from bulk soil. Data were rarefied to 150,000
reads/sample (rhizosphere and soil data set) and 11,000 reads/sample (endorhizosphere and soil data set). Only samples with more than 11,000 reads were included. Colored numbers indicate the results of
the pair-wise PERMANOVA results. Due to a technical issue, endophytic DNA of Taraxacum offcininale could not be isolated, and hence the results for the endorhizosphere are missing. b Number of affected OTUs. For log2-fold changes from up to six (x-axis), the number of differentially abundant OTUs are plotted as a dotted line (rhizosphere) or solid line (endorhizosphere). Significance was determined by the metagenomeSeq package in R. Enriched OTUs are on the right panel, depleted OTUs on the left. Arabidopsis has the lowest number of differentially detected OTUs in the rhizosphere, while the endorhizosphere values are relatively high. Results are shown for a p value cut-off of 0.01 and only OTUs are included which have a log2-normalized average read count of at least four per sample. c For log2-fold changes equal to or higher than 2 indicated by dotted lines in (b), absolute number of affected OTUs are given.
Al notar que algunos de los OTUs enriquecidos en las raíces de las plantas eran comunes a varias especies, los autores se preguntaron el número de OTUS que eran específicos para cada especie y compartidos entre ellas. Al realizar éste análisis, se descubrió que L. corniculatus era la planta con una mayor cantidad de especies únicas; mientras que P. lanceolata era la que menos presentaba. Al mismo tiempo, observó que el número de OTUs enriquecidos en la rizósfera disminuye conforme incrementa la frecuencia; mientras que de manera más o menos opuesta, en la endósfera, los OTUs compartidos entre todas las muestras representan el grupo más abundante.
Fig. 5 OTUs can be affected in only one or in multiple plant species. For each frequency (number of plant species an OTU is affected in), the number of OTUs is plotted for the rhizosphere (a) andendorhizosphere (b). For the specific enriched bacterial species, a division per plant species is given, the numbers and taxonomy of specific enriched taxa are given in Table S3.
Referencia:
Schneijderberg, M., Cheng, X., Franken, C., de Hollander, M., van Velzen, R., Schmitz, L., … & Bisseling, T. (2020). Quantitative comparison between the rhizosphere effect of Arabidopsis thaliana and co-occurring plant species with a longer life history. The ISME Journal, 1-16.
