El mijo cola de zorra, Setaria italica, es uno de los cultivos más antiguos y resistentes del mundo. Comparado con el arroz y el trigo, el mijo tiene una excelente resiliencia climática y requiere menos fertilizantes, pesticidas e irrigación que los cereales convencionales.
Además, los alimentos a base de mijo son nutricionalmente superiores a otros cultivos de cereales. Con estas propiedades, este cultivo está a punto de desempeñar un papel importante para fortalecer la seguridad alimentaria para alimentar a la creciente población mundial.
BGI, en colaboración con la Academia de Ciencias de China, ha descubierto una red de interacción entre el genotipo y la microbiota de la planta de mijo que contribuye a la plasticidad del fenotipo. Este estudio fue publicado el 7 de octubre de 2022 en Nature Communications .
Estudios anteriores revelaron lugares clave para la floración temprana y tardía y la resistencia al añublo en el mijo cola de zorra , pero aún se desconocen los lugares asociados con el crecimiento o el rendimiento de la planta. Esta investigación reveló la asociación entre el genotipo del mijo, el microbioma de la raíz y las características agronómicas a través del análisis de asociación, y propuso por primera vez efectos microbianos dependientes del genotipo. Esto proporciona un análisis en profundidad de los factores genéticos y ambientales que afectan el crecimiento y el rendimiento de los cultivos de mijo.
La investigación se basó en datos de variación genética de 827 genomas de mijo cola de zorra de diferentes variedades, datos de microbiota de rizoplano (superficie externa de la raíz) y 12 datos fenotípicos de crecimiento y rendimiento de cada mijo. Este estudio integra métodos de estudios de asociación de todo el genoma (GWAS), estudios de asociación de todo el microbioma (MWAS) y estudios de asociación de todo el genoma de microbioma (mGWAS) para revelar asociaciones entre genotipos, fenotipos agronómicos y microbiota rizoplana en el mijo cola de zorra.
Los investigadores identificaron 257 biomarcadores microbianos de rizoplano asociados con seis rasgos agronómicos clave. La composición de la microbiota del rizoplano está impulsada principalmente por variaciones en los genes de las plantas relacionados con la inmunidad, los metabolitos, la señalización hormonal y la absorción de nutrientes. Entre estos, el gen inmune del huésped FLS2 y el factor de transcripción bHLH35 están ampliamente asociados con los taxones microbianos del rizoplano. Los efectos de crecimiento mediados por microbios en el mijo cola de zorra dependen del genotipo del huésped, lo que sugiere que el manejo preciso del microbioma podría usarse para diseñar cultivares de alto rendimiento en sistemas agrícolas.
Los resultados de esta investigación ayudarán a mejorar la productividad del mijo y su adaptabilidad al medio ambiente. Yayu Wang, coautor e investigador principal de BGI, comentó: “Una ‘estrategia de alimentación personalizada’ con biofertilizantes microbianos de precisión será clave para desarrollar cultivares de alto rendimiento en el futuro. Esto implicará integrar la reproducción de precisión a nivel de ADN con fertilizantes ecológicos microbianos. , integración de agua y fertilizantes, manejo de campo completo, siembra de precisión y otras tecnologías modernas de plantación”.
Más información: Yayu Wang et al, GWAS, MWAS y mGWAS brindan información sobre la agricultura de precisión basada en los efectos microbianos dependientes del genotipo en el mijo cola de zorra,
Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-33238-4
