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Mapeo de microbiomas de cítricos: el primer paso para encontrar tesoros de microbiomas de plantas

Mapeo de microbiomas de cítricos: el primer paso para encontrar tesoros de microbiomas de plantas
A la izquierda, el candidato a doctorado, Jin Xu, en un huerto de cítricos; a la derecha, Yunzeng Zhang, quien recientemente se convirtió en profesor en la Universidad de Yangzhou en China. En el medio está la primera figura del papel que representa los diferentes compartimentos del microbioma de los cítricos. Crédito: Tess Deyett

Debido a su complejidad y escala microscópica, las interacciones planta-microbio pueden ser bastante esquivas. 


por la Sociedad Americana de Fitopatología


Cada investigador se centra en una parte de la interacción, y es difícil encontrar todas las piezas y mucho menos ensamblarlas en un mapa completo para encontrar los tesoros ocultos dentro del microbioma de la planta. Este es el propósito de la revisión, tomar todas las piezas de todas las fuentes diferentes y juntarlas en algo completo que pueda guiar a los investigadores hacia pistas ocultas y nuevas asociaciones que desvelen los secretos de un sistema. Como cualquier buen mapa del tesoro, todavía hay lagunas en el conocimiento y el buscador debe ser lo suficientemente inteligente como para llenar esas lagunas y encontrar la ‘X’. Sin un mapa, solo hay vagabundeo sin rumbo, pero con un mapa, existe la esperanza de encontrar los tesoros ocultos del microbioma vegetal.

Yunzheng Zhang, Nian Wang y sus colegas crearon recientemente un mapa, «El microbioma de los cítricos: de la estructura y función a la ingeniería del microbioma y más allá», que publicaron en Phytobiomes Journal . Su mapa describe la estructura y las funciones potenciales del microbioma vegetal y cómo este conocimiento puede guiarnos hacia nuevas hazañas de ingeniería y una mayor comprensión de los tesoros ocultos del microbioma vegetal . Una vez revelados, los conocimientos sobre el microbioma pueden ayudar a los investigadores a cultivar plantas de cítricos más resistentes que sean más adecuadas para los climas cambiantes y más capaces de sobrevivir a las presiones de los patógenos.

Los cítricos son un cultivo frutal perenne de importancia mundial que tiene muchos vínculos económicos y emocionales con la sociedad. Se cultiva en más de 140 países, lo que lo expone a una variedad de presiones ambientales y de enfermedades. Nuestras relaciones con los cítricos son diversas, pero no tan diversas como la relación entre los cítricos y su microbioma. A medida que nos trasladamos a un entorno cada vez más desestabilizador, se vuelve más imperativo comprender estas interacciones para garantizar que los cítricos estén presentes en nuestras vidas en los próximos años.

Nian Wang cree que «aprovechar las interacciones entre los cítricos y el microbioma para abordar los factores estresantes bióticos y abióticos ofrece una oportunidad para aumentar la producción sostenible de cítricos». Para crear este mapa del tesoro de interacciones entre cítricos y microbios, Wang y sus colegas establecieron el Consorcio Internacional de Microbioma de Cítricos en 2015. Su objetivo era formar colaboraciones internacionales para abordar este problema global. Antes de comprender los entresijos de este ecosistema, el equipo tenía que saber qué microbios individuales forman la comunidad de microbiomas cítricos y cómo la comunidad microbiana puede funcionar en los diferentes nichos de la planta.

Después de identificar los microbios y algunas de las funciones generales que el microbioma está realizando colectivamente, la pregunta se centra en cómo lo están haciendo. Una vez que los investigadores entienden el quién, qué y cómo del microbioma, pueden comenzar a diseñar nuevos microbios o diseñar comunidades sintéticas para realizar una función específica que pueda abordar las deficiencias actuales como la producción de cultivos, la propagación de enfermedades y otras dolencias de salud de los cítricos. En su revisión, Zhang, Wang y sus colegas abordan específicamente la primera pregunta combinando múltiples estudios metagenómicos en un solo artículo cohesivo y estableciendo con seguridad qué microbios componen el microbioma de los cítricos en la rizosfera (alrededor de la raíz), rizoplano (en la raíz), endorhiza (dentro de la raíz) y filosfera (superficie de la hoja).

Esta revisión destaca la investigación exhaustiva que se ha realizado hasta el momento sobre el microbioma de los cítricos y reúne inteligentemente este conocimiento en una figura completa. Las rizosferas de los cítricos se enriquecieron con microbios pertenecientes al pyla de Proteobacteria y Bacteroidetes , que es común en otras rizosferas de plantas. Los microbios Bradyrhizobium y Burkholderia fueron los grupos más dominantes en la transición de la rizosfera al rizoplano. La biomasa del microbioma endorhiza es aproximadamente una quinta parte de la biomasa de la rizosfera y está dominada por Proteobacteria , Firmicutes y Actinobacteria , al igual que la filosfera.

Pero los autores señalan que todavía hay mucho por aprender y descubrir. En este punto, los investigadores solo saben qué microbios están presentes en algunos de los tejidos, lo que significa que todavía hay una cantidad significativa de investigación por hacer para descubrir los tesoros ocultos dentro del microbioma de los cítricos. Con este conocimiento, es el momento de comenzar a incorporar tecnologías multómicas, como la transcriptómica (el estudio del ARN) y la metabolómica (el estudio de los metabolitos), además de las técnicas de secuenciación del ADN que se han utilizado anteriormente. Es un momento emocionante para ser científico agrícola o de plantas porque están a punto de integrar tecnologías novedosas para comprender un mundo que ni siquiera podemos ver: el mundo del microbioma.

«Creo que la inteligencia artificial será fundamental para que podamos extraer una enorme cantidad de datos. En cuanto a cómo utilizar el microbioma, creo que la comunidad sintética o consorcios de microbios, así como la edición del genoma mediada por CRISPR, proporcionará el camino más prometedor para la aplicación «, dijo Wang. Un problema integrado de este tamaño, que involucra tantas partes móviles, no solo necesita un consorcio internacional de los mejores investigadores, sino también un Equipo altamente interdisciplinario que incluye no solo a científicos de plantas, microbiólogos y patólogos de plantas, sino también a expertos en los campos de la bioinformática, la horticultura y la informática. Este equipo de científicos solo puede juntar las piezas faltantes del mapa y desbloquear los tesoros. dentro del microbioma de los cítricos antes de que sea demasiado tarde.



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