Agricultura Estados Unidos Suelos

Cambios en los períodos de sequía para los microbios del suelo


Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Universidad Estatal de Kansas descubrieron que el secado del suelo afectó significativamente la estructura y la función de las comunidades microbianas del suelo.


por Janet Jansson, Laboratorio de Ciencias Moleculares Ambientales


Se predice que un calentamiento de la Tierra dará como resultado un aumento en la extensión e intensidad de la sequía en los pastizales altamente fértiles y productivos del centro de los Estados Unidos. Estos suelos almacenan grandes reservas de carbono.

La disminución de la humedad del suelo debido a la sequía tiene consecuencias en gran medida desconocidas en el ciclo del carbono del suelo y otros ciclos biogeoquímicos clave llevados a cabo por los microbiomas del suelo.

Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. Y la Universidad Estatal de Kansas descubrieron que el secado del suelo afectó significativamente la estructura y la función de las comunidades microbianas del suelo.

Esto incluyó cambios en la expresión de rutas metabólicas específicas, como las que conducen a la producción de compuestos que se acumulan dentro de las células para mantener vivos a los microbios durante la sequía.

Este estudio demuestra la aplicación de un enfoque multi-omics para descifrar detalles de la respuesta metafenómica de la comunidad microbiana del suelo al cambio ambiental .

El enfoque también debería aplicarse a los estudios de otros sistemas microbianos complejos. Esta investigación apoya la misión de la ciencia genómica al revelar principios fundamentales que guían la interpretación del código genético en proteínas funcionales, vías metabólicas y las redes metabólicas / reguladoras subyacentes a la biología de sistemas de comunidades microbianas.

El avance del conocimiento fundamental de estos sistemas permitirá comprender el papel de los sistemas biológicos en el medio ambiente y cómo el cambio ambiental afecta a las comunidades microbianas del suelo.

El calentamiento de las temperaturas está causando cambios en los patrones de precipitación en los pastizales centrales de los Estados Unidos, con consecuencias en gran medida desconocidas en las respuestas fisiológicas colectivas de la comunidad microbiana del suelo, es decir, el metafenoma.

En este estudio, los investigadores utilizaron un enfoque iónico no dirigido para determinar la respuesta metafenómica de la comunidad microbiana del suelo a la humedad del suelo y para definir las firmas metabólicas específicas de la respuesta. Específicamente, su objetivo era desarrollar los enfoques técnicos y el marco de mapeo metabólico necesarios para futuros estudios ecológicos sistemáticos.

El equipo de investigación recolectó el suelo de tres ubicaciones en una estación de campo en Kansas, incubó las muestras durante 15 días en condiciones secas o húmedas, y las comparó con los controles de humedad del campo.

El equipo determinó la respuesta del microbioma a la humectación o el secado a través de la secuenciación del amplicón 16S rRNA, metatranscriptómica y metabolómica.

Luego, los investigadores evaluaron los cambios resultantes en taxones, expresión génica y metabolitos. El secado del suelo resultó en cambios significativos tanto en la composición como en la función del microbioma del suelo, como cambios en las vías metabólicas.que conducen a la producción de azúcares y otros compuestos osmoprotectores.

Por el contrario, se produjeron pocos cambios después de la humectación. El equipo utilizó los datos combinados metabólicos y metatranscriptómicos para generar redes de reacción de metabolitos para determinar la respuesta metafenómica a las transiciones de humedad del suelo, como la generación de trehalosa en condiciones secas.

Usando este enfoque, los investigadores demostraron que a pesar de la alta complejidad del hábitat del suelo, es posible generar información sobre el efecto del cambio ambiental en el microbioma del suelo y su fisiología y funciones, sentando así las bases para futuros estudios específicos.


Leer más


Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *