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Características del hospedador, manejo o microbianos: ¿Cuál es el dominante en el ensamblaje del microbioma vegetal?

Características del hospedador, manejo o microbianos: ¿Cuál es el dominante en el ensamblaje del microbioma vegetal?
Frances Trail durante la temporada de campo de maíz. Crédito: Frances Trail

Todos hemos escuchado las noticias sobre cómo lo que come puede afectar su microbioma. Cambiar su dieta puede cambiar su huella microbiana única.


por la Sociedad Americana de Fitopatología


Este cambio puede causar un efecto dramático en su salud. Pero, ¿qué pasa con el microbioma de las plantas que comes? Los científicos están comenzando a ver cómo los cambios en los microbiomas de las plantas también afectan la salud de las plantas. Desbloquear los factores en el ensamblaje microbiano de las plantas puede conducir a soluciones innovadoras y sostenibles para aumentar el rendimiento y proteger nuestros cultivos.

En un nuevo estudio publicado en Phytobiomes Journal , «Influencia del hospedador y el órgano de la planta, la estrategia de manejo y los rasgos de las esporas en la composición del microbioma «, la Dra. Frances Trail y su grupo de investigación están interesados ​​en tres factores que podrían atribuirse al ensamblaje microbiano: el edad de la planta, tipo de órgano o tejido y estrategia de manejo. Siguieron una rotación de cultivos de 3 años que incluyó maíz, trigo y soja plantados en un solo campo. Observaron un total de 24 parcelas bajo 4 estrategias de manejo diferentes (6 parcelas / estrategia): labranza, siembra directa, productos químicos reducidos y orgánicos.

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Muchos factores impulsan el ensamblaje microbiano de los cultivos. Muchos investigadores han analizado las estrategias de gestión orgánica y cómo podrían proporcionar más diversidad en comparación con las convencionales. Los científicos creen que la genética vegetal también juega un papel en el ensamblaje, ya que cada planta tiene una huella microbiana única. Los investigadores también han demostrado que los microbios se han adaptado a un nicho particular dentro de la planta. Los tallos y las hojas tienen un nicho de nutrientes diferente al de los compartimentos subterráneos. El perfil microbiano de una hoja suele ser menos diverso y diferente que el del suelo. Lo que hace que la investigación de Trail sea única es que es uno de los primeros estudios que analiza todos estos factores (estrategia de manejo, genética del huésped y tipo de tejido) en un solo estudio.

La autora principal del artículo, la Dra. Kristi Gdanetz, se sorprendió por lo que consideró el factor más importante para el ensamblaje microbiano. Ella dijo, «la influencia de las prácticas de manejo no fue un efecto tan fuerte como esperaba. Parece que la genética del hospedador y la ubicación de la planta son indicadores más importantes de la composición de la comunidad». Su investigación encontró que las etapas de crecimiento y los tejidos tenían comunidades microbianas distintas, particularmente con comunidades bacterianas.

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El suelo es el principal reservorio para los habitantes bacterianos de la planta, con algunas bacterias transportadas por insectos. Varios estudios, incluido el de Trail, han demostrado que los perfiles bacterianos son más diversos y abundantes dentro del suelo. Los órganos de la superficie, como el tallo y la hoja, son menos diversos y albergan menos microbios. Muchos habitantes bacterianos se remontan al suelo, lo que sugiere que la planta otorga acceso a algunos microbios a sus tejidos o que los microbios pueden engañar a la planta para que los deje entrar.

La ruta de los hongos a la planta es más complicada. Las raíces y el suelo no parecen ser una fuente importante de hongos asociados a las plantas. La investigación del Dr. Trail encontró que la diversidad alfa de las comunidades de hongos no disminuyó de los tejidos debajo del suelo a los que están por encima del suelo. Muchas especies de hongos forman esporas que el viento, los insectos e incluso los humanos pueden transportar de una planta a otra. Un hallazgo importante es que la forma, el tamaño y otros rasgos de la espora influyen en la comunidad fúngica del huésped. Los rasgos deportivos específicos pueden impulsar el ensamblaje de hongos a un nicho específico (tallo, raíces de las hojas) dentro de la planta.

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Trail dice: «Cuando me di cuenta de que podía vincular los rasgos de las esporas con los datos del microbioma, estaba muy emocionado, porque esto agrega información importante sobre cómo se ensamblan los microbiomas de los hongos y también el ensamblaje de los microbiomas bacterianos». Este hallazgo único se convirtió en el foco de su investigación.

A medida que se desarrolla esta investigación, hay muchas direcciones para futuras aplicaciones en agricultura sostenible, producción de alimentos y microbiología. Ya sabemos varios roles que juegan los microbios en la salud de los cultivos, como mejorar la inmunidad y el ciclo de nutrientes. Los microbios que interactúan y compiten pueden enmascarar estos roles. Dr. Trail es el primero en mostrar cómo los fenotipos de esporas influyen en el microbioma de la planta. Con este conocimiento, los investigadores pueden comprender mejor el ensamblaje microbiano y utilizar esta información para aumentar el rendimiento. Los investigadores esperan que este conocimiento ayude a desarrollar nuevos productos para mejorar la sostenibilidad de los cultivos.



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