Variaciones en el microbioma rizosférico del algodón
La composición de las comunidades de microorganismos asociadas a raíces de plantas está influenciada por muchos factores, tales como las condiciones ambientales, las propiedades fisicoquímicas del suelo, las comunidades de microorganismos presentes en el suelo y el genotipo y estado de desarrollo de la planta hospedero. En este estudio, los autores analizan las comunidades rizosféricas de microorganismos utilizando dos cultivares de algodón alotetraploides (de meseta (T) y Sea Island (X)) en dos tipos de suelo (rico en nutrientes (N) y de cultivo continuo de algodón (F)) y durante diferentes estadíos de desarrollo (plántula (s), brote (b) y floración (f) )
Mediante secuenciación de la región V4 del gen 16S rRNA se obtuvieron OTUs al 97% de identidad para cada muestra. A pesar de las diferencias detectadas entre tratamientos, las muestras estuvieron dominadas a nivel de phylum por Acidobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Planctomycetes, Proteobacteria y Verrucomicrobia. A niveles taxonómicos más bajos se detectaron diferencias en cuanto a abundancia. Por ejemplo, dentro de las Acidobacteria, Acidobacteriales fue el taxa más abundante en suelo N mientras que RB41 y iii1-15 fueron los más abundantes en suelo F. El efecto que el suelo ejerce sobre la diversidad alfa está ligado a las propiedades fisicoquímicas, que promueven o disminuyen el desarrollo de ciertos taxa. En suelo N los exudados de raíz cambian las condiciones del ambiente de forma contrastante y provocan que un menor número de microorganismos se adapten, mientras que en suelo F la diversidad del suelo circundante ya es baja por el tiempo de cultivo y no hay diferencia entre el suelo y la rizósfera.
Para evaluar el efecto del estado de desarrollo sobre las comunidades microbianas se realizó un análisis CAP. A partir de este se observó que el estado de desarrollo influye más en las plantas cultivadas en suelo N (51%) que en suelo F (33%). El número de OTUs en rizósfera disminuyó en ambos cultivares conforme la planta fue desarrollándose en suelo F, mientras que primero incrementó y luego disminuyó para plantas en suelo N.
Se detectó a Burkholderiales y Saprospirales en los tres estados de desarrollo y en mayor abundancia en comparación con el suelo circundante, por lo que los autores los consideran microorganismos núcleo para el crecimiento del algodón. De manera similar, ciertos taxa están presentes en mayor abundancia en ambos cultivares dependiendo del estado de desarrollo: Xanthomonadales en el estado de plántula, Rickettsiales, Opitutales, y Pseudomonadales durante la etapa de brote y Solibacterales en floración. Es posible que estos microorganismos enriquecidos en cada etapa sean necesarios para el correcto desarrollo de la planta: la abundancia de bacterias fijadoras de nitrógeno incrementó durante la etapa de brote, etapa durante la que los requerimientos nutricionales de la planta incrementan. De manera similar, bacterias relacionadas con biocontrol fueron más abundantes durante las otras etapas de desarrollo, donde pueden proteger a la planta mientras esta crece y es más susceptible a infecciones.
Finalmente se realizó un análisis NMDS con el objetivo de determinar el efecto de cada uno de los factores sobre la composición de las comunidades microbianas. Esto demostró que las variaciones observadas en cuanto a diversidad beta se explican en un 54.03% por el tipo de suelo, en un 19.23% por la etapa de crecimiento y en un 12.39% por el genotipo de la planta. La identificación de los factores que más influyen en la formación de las comunidades microbianas, así como los taxa preferidos por la planta durante cada etapa de desarrollo permitirá explorar microorganismos específicos y sus genes funcionales que contribuyan a un mejor desarrollo y crecimiento del algodón en campo.
Qiao, Q., Wang, F., Zhang, J., Chen, Y., Zhang, C., Liu, G., … Zhang, J. (2017). The Variation in the Rhizosphere Microbiome of Cotton with Soil Type, Genotype and Developmental Stage. Scientific Reports, 7(1), 1–10. https://doi.org/10.1038/s41598-017-04213-7
