Un equipo de investigación dirigido por el profesor Li Dejun del Instituto de Agricultura Subtropical de la Academia de Ciencias de China ha logrado avances significativos en el uso de comunidades microbianas sintéticas (SynCom) para mejorar la degradación de la lignocelulosa, mejorar la transformación del compost y promover el crecimiento de los cultivos.
por Zhang Nannan, Academia China de Ciencias
Sus últimos hallazgos proporcionan nuevos conocimientos sobre la agricultura sostenible y se publicaron como tres estudios en las revistas Chemical Engineering Journal , Bioresource Technology y Microorganisms .
En la agricultura moderna, el compostaje es un método ecológico para procesar residuos agrícolas , convertir los residuos orgánicos en fertilizantes y mejorar la calidad del suelo . La aplicación de SynCom, en particular en la degradación de lignocelulosa, se ha convertido gradualmente en una estrategia clave para mejorar la eficiencia del compostaje.
Al mismo tiempo, la salud de los cultivos está estrechamente relacionada con el equilibrio de las comunidades microbianas del suelo . SynCom puede regular la microbiota rizosfera, mejorando la absorción de nutrientes y la resistencia al estrés en los cultivos, promoviendo así su crecimiento y la resistencia a enfermedades.
El equipo descubrió primero los mecanismos clave mediante los cuales SynCom promueve la degradación de la lignocelulosa durante la fase termófila del compostaje. La inoculación con SynCom redujo significativamente el contenido de lignina, celulosa y hemicelulosa, a la vez que potenció la actividad de enzimas de degradación cruciales como la lacasa, la peroxidasa de manganeso, la celulosa y la xilanasa.
El análisis metagenómico mostró que las comunidades microbianas sintéticas mejoraron significativamente las vías metabólicas microbianas relacionadas con el metabolismo de carbohidratos , el metabolismo de aminoácidos, el metabolismo de vitaminas y el metabolismo energético , optimizando así la estructura y la función de la comunidad microbiana a nivel genético durante el compostaje.
Además, SynCom mejora la transformación del compost al regular las comunidades fúngicas. Los investigadores descubrieron que la inoculación con SynCom aumentó la abundancia relativa de géneros fúngicos clave, como Cephaliophora y Thermomyces, e incrementó significativamente la actividad de grupos funcionales estrechamente relacionados con la degradación de la lignocelulosa, incluyendo hongos xilófagos, hongos saprofitos indefinidos y hongos descomponedores de hojarasca.
Se confirmó que el enriquecimiento significativo de la especie clave Hydropisphaera (OTU10) es un impulsor importante de la degradación de la lignocelulosa, mejorando significativamente la calidad del fertilizante orgánico después de la madurez del compost.
Los investigadores también exploraron la aplicación de comunidades microbianas sintéticas para promover el crecimiento del pimiento. La inoculación con SynCom aumentó significativamente la altura de la planta, el diámetro del tallo, el número de hojas, el contenido de clorofila y la vitalidad radicular de las plantas de pimiento.
Los resultados de la secuenciación de alto rendimiento mostraron que la inoculación de SynCom aumentó significativamente la riqueza de las comunidades microbianas de la rizosfera y la abundancia de géneros clave, especialmente la abundancia relativa de Sordariomycetes y Pseudarthrobacter, que estaban estrechamente correlacionadas con el crecimiento del cultivo.
En conjunto, estos estudios destacan la inoculación de comunidades microbianas sintéticas como un enfoque eficaz y respetuoso con el medio ambiente para la gestión de residuos agrícolas y la mejora del rendimiento de los cultivos. Los hallazgos ofrecen nuevas estrategias prometedoras y fundamentos técnicos para el avance de la agricultura sostenible.
A medida que se profundice la investigación sobre SynCom, se apreciará cada vez más su potencial para optimizar el compostaje y la producción agrícola, desempeñando un papel importante en la promoción del desarrollo de la agricultura verde.
Más información: Shuangshuang Chen et al., La comunidad microbiana sintética mejora la degradación de la lignocelulosa en la fase termófila del compostaje: perspectivas metagenómicas y de las vías metabólicas, Chemical Engineering Journal (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.165847
Qiumei Liu et al., La comunidad microbiana sintética mejora la degradación de la lignocelulosa durante el compostaje mediante el ensamblaje de comunidades fúngicas, Bioresource Technology (2025). DOI: 10.1016/j.biortech.2025.132068
Tian You et al., Las comunidades microbianas sintéticas mejoran el crecimiento y la morfología radicular del pimiento mediante la regulación de las comunidades microbianas de la rizosfera, Microorganisms (2025). DOI: 10.3390/microorganisms13010148
