Explorar el microbioma de plantas terrestres usando la hepática Marchantia

Traducción de: Michel Martínez 

El microbioma influye en el desarrollo de la planta, su establecimiento, la adquisición de nutrientes, la defensa de patógenos, y las muchas funciones que en última instancia impactan la salud de la planta. Los microbiomas de las plantas se forman por medio de las interacciones entre los microbios (desde funciones cooperativas hasta guerras químicas) y un proceso de selección inherente a las plantas hospedadoras que distingue entre patógenos, comensales, simbiontes y bacterias transitorias. El suelo es una fuente primaria para los microbios colonizadores de plantas, junto con otras fuentes ambientales que incluyen la lluvia y las interacciones con otros organismos. En este trabajo, exploramos los microbiomas a través de la secuenciación masiva del gen rRNA16S en las plantas terrestres más antiguas: las hepáticas del género Marchantía. Comparamos los microbiomas de plantas M. plymorpha y M. palacea colectadas del suelo en estado silvestre, por fortuna todas estaban en la misma ubicación geográfica (simpátricas), reduciendo así los efectos geográficos; además de las plantas cultivadas in vitro obtenidas de yemas de la misma población de plantas silvestres. Los análisis cuantitativos y cualitativos del microbioma nos permitieron identificar los microbios observados tanto en las especies de Marchantia nativas como en las cultivadas in vitro. Observamos que la riqueza de los microbiomas de las platas nativas M. polymorpha es reducida con respecto a M. paleacea, pues contiene casi la mitad de las Unidades Taxonómicas Operativas (OTU, por sus siglas en inglés) observadas en ésta, M. polymorpha cultivada in vitro tiene mayores OTU. Estas diferencias en la diversidad podrían ser el resultado de un impedimento para reconocer a sus compañeros microbianos y ser un nicho abierto para las bacterias oportunistas. Las principales OTU en los microbiomas de Marchantia fueron asignadas a los géneros: Methylobacterium, Rhizobium, Paenibacillus, Lysobacter, Pirellula, Steroidobacter y Bryobacter. Los géneros asignados corresponden a bacterias capaces de estimular el crecimiento de las plantas, la degradación de exudados complejos, la fijación del nitrógeno, los metilotrofos, y las bacterias represoras de enfermedades, todas hospedadas en la anatomía relativamente simple de la planta que provee refugio en sus superficies, rizoides y múltiples cámaras de gas que funcionan como nichos especializados para los diferentes grupos de bacterias. Marchantia es un modelo prometedor para el estudio no sólo de las relaciones a largo plazo entre las plantas y sus microbios sino también del impacto transgeneracional de los microbiomas gracias a los extensos 450 millones de años que Marchantia ha estado bajo condiciones de cambio climático que han puesto a prueba configuraciones de microbiomas.

Fuente

L.D. Alcaraz, M. Peimbert, A.E. Dorantes-Acosta, J.L. Bowman y M.A. Arteaga-Vázquez. 2017. Marchantia liverworts as a proxy to plants basal microbiomes. bioRxiv 103861; DOI: http://dx.doi.org/10.1101/103861NC.

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