Semillas con pasajeros
Los microorganismos que habitan en las raíces de las plantas contienen la información genética necesaria para realizar funciones metabólicas clave relacionadas con el crecimiento y la salud del hospedero. Por ello, su papel en la agricultura es fundamental. Sin embargo, manipular estas comunidades microbianas para mejorar cultivos sigue siendo un gran reto, en parte porque aún se entiende poco sobre cómo se ensamblan y funcionan estas comunidades.
Una estrategia experimental consiste en usar comunidades sintéticas (SynComs), que simplifican la diversidad microbiana para permitir estudios más controlados. Otra alternativa son las comunidades naturales (NatComs), que se obtienen cultivando microbiomas en condiciones controladas que imitan ambientes reales, logrando así comunidades más complejas y cercanas a las que existen en el ambiente.
Tradicionalmente se ha pensado que las bacterias de la rizósfera provienen principalmente del suelo. Sin embargo, también pueden llegar desde la semilla, transmitidas verticalmente. En este estudio, los autores analizaron cómo se integran las bacterias provenientes de las dos fuentes durante el ensamblaje del microbioma de raíz en trigo. Para ello, desarrollaron una NatCom bacteriana asociada a raíces de trigo, generada mediante seis ciclos de propagación en microcosmos con suelo esterilizado.
Las plantas de trigo se cultivaron en tubos con suelo esteril y un inóculo inicial de bacterias del suelo. Al final de cada ciclo, las bacterias asociadas a las raíces se usaron para inocular el siguiente. Paralelamente, se cultivaron plantas en tubos sin suelo para estudiar únicamente la comunidad proveniente de la semilla.
Tras los ciclos de sucesión, se observó un enriquecimiento de los filos Proteobacteria y Bacteroidota, y una reducción progresiva en la diversidad alfa. La comunidad microbiana final, denominada RhizCom, fue estable y reproducible. Sorprendentemente, solo el 4% de la abundancia relativa del suelo permaneció en la comunidad final, mientras que el 84% de las bacterias provenientes de la semilla logró establecerse en el RhizCom. Esto sugiere que las bacterias transmitidas por la semilla tienen una fuerte ventaja inicial y se enriquecen con cada ciclo.
En cuanto a funciones metabólicas, el RhizCom mostró una alta representación de genes involucrados en el metabolismo del almidón y la sacarosa, la colonización de raíces y compuestos beneficiosos como exopolisacáridos, flagelos, cianuro de hidrógeno y la enzima ACC desaminasa. La comunidad de la semilla se destacó por genes para el transporte y metabolismo de disacáridos derivados de celulosa y hemicelulosa. Por otro lado, la comunidad del suelo estuvo enriquecida en funciones asociadas a la degradación de compuestos complejos y producción de energía.
Los autores proponen que las bacterias de la semilla actúan como colonizadores pioneros: utilizan los exudados de la raíz como fuente de carbono, especialmente disacáridos, y mediante su metabolismo generan productos que facilitan la llegada y establecimiento de otras bacterias del suelo. Así, la sucesión microbiana está guiada por un proceso de facilitación metabólica, donde las bacterias heredadas moldean el entorno para el resto de la comunidad.
Referencia
Garrido-Sanz, D., & Keel, C. (2025). Seed-borne bacteria drive wheat rhizosphere microbiome assembly via niche partitioning and facilitation. Nature microbiology, 1-1
