Herencia contra ambiente en la estructuración del microbioma del trigo
Este trabajo se realizó con la finalidad de entender la manera en que el microbioma de la semilla y el microbioma del suelo influyen en la estructuración del microbioma de las plantas. Para ello colectaron más de 200 suelos en un amplio rango espacial de sitios con y sin cultivos, a partir de los cuales se crearon suspensiones de suelo a las que se agregó PBS. Adicionalmente, se consideraron controles de PBS sin suelo. Posteriormente, las suspesiones de suelo y los controles se utilizaron para inocular semillas de trigo que dejaron crecer durante siete días. Para caracterizar a las comunidades bacterianas de las soluciones de suelo, controles de PBS, semillas y plántulas, se obtuvieron secuencias del gen 16S rRNA.
A Soil samples (n = 219) were collected from across the continental United States. B Soil slurries were created from each soil by mixing 5 g soil with 10 mL PBS, and slowly centrifuging to remove particulates. C Eight seeds were inoculated with each soil slurry, and grown on sterilized germination paper in a growth chamber. D After 1 week, all eight seedlings from one plate were combined and destructively sampled. In panels B–D, the stars indicate soil, seed, and seedling samples were analyzed with 16S rRNA gene sequencing to determine microbial community composition.
El análisis de la diversidad de cada uno de los grupos mostró diferencias taxonómicas claras entre las soluciones de suelo y el resto de las muestras. Sin embargo, aunque las comunidades de las semillas presentaron menor variación interna y formaron un grupo más discreto, la variación entre los controles de PBS y las plántulas no permitió distinguir diferencias notables entre los grupos. Por otro lado, las soluciones de suelo mostraron la mayor diversidad de todas, seguidas de las plántulas, las semillas y los controles de PBS. Al definir grupos asociados a las semillas como aquellos que estuvieran en más de tres plantas, encontraron 29 ASVs que aparecían en el 96% de las muestras, los cuales presentaron muy baja abundancia en las soluciones de suelo; mientras que su abundancia en las plántulas oscilaba entre muy baja y muy alta.
A, B NMDS ordination plots (first two of three dimensions) of bacterial community structure in soil slurries, soil slurry-treated seedlings (“treated plant”), PBS buffer control-treated seedlings (“control plant”), and seeds. Panel B includes the same samples as panel A with the soil slurry samples excluded. C Bacterial richness per sample type calculated as number of distinct ASVs out of 1000 bacterial reads per sample. D The proportion of reads from “seed-associated” taxa (ASVs detected in >3 seed samples) across different sample types.
Respecto a la relación entre la influencia de la semilla y los suelos en la estructuración de la microbiota de las plantas, los autores hipotetizaron que los taxa asociados a semillas que lograran mantenerse hasta el estadio de plántulas, dependerían en una relación inversa de las bacterias del suelo capaces de interactuar con plantas. Es decir que entre más bacterias capaces de interactuar con las plantas se encontraran en los suelos, menor sería la proporción de bacterias asociadas a semillas que se observaran en las plántulas. Al regresar realizar regresiones y correlaciones lograron confirmar su hipótesis y mostraron que la abunacida relativa de las Gammaproteobacterias en las soluciones del suelo está inversamente correlacionada con la proporción de los taxa de semilla encontrados en plántulas. Asi mismo, se observaron correlaciones positivas entre la abundancia relativa de bacterias de las soluciones de suelo y las plántulas.
De éste modo, el artículo muestra existe un balance entre la microbiota que se heredada através de las semillas y aquella que se encuentra en el suelo circudante. Así mismo, algunos de los géneros del suelo que son eficaces colonizadores de las plantas como Pseudomonas, Pseudoarthrobacter y Novosphingobium podrían ser relevantes para el manejo agrícola.
Referencia:
Walsh, C. M., Becker-Uncapher, I., Carlson, M., & Fierer, N. (2021). Variable influences of soil and seed-associated bacterial communities on the assembly of seedling microbiomes. The ISME Journal, 1-15.
