La salud de una planta se ve afectada no solo por condiciones como el agua y la temperatura, sino también por los microorganismos que viven alrededor de sus raíces. El microbioma de la rizosfera, como se conoce a esta comunidad microbiana, regula la disponibilidad de nutrientes para la planta desde el suelo y puedeImpacto en el crecimiento y rendimiento de las plantas.
Publicado la semana del 25 de junio de 2018 en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS , los investigadores informan sobre los resultados de un estudio de campo a gran escala que replica parcialmente ensayos anteriores para identificar microbios del suelo que colonizan plantas y que pueden asociarse con rasgos particulares.El trabajo fue realizado por un equipo internacional dirigido por científicos del Instituto Max Planck de Biología del Desarrollo MPI, el Instituto Médico Howard Hughes de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill UNC y la Universidad de Cornell, e incluye investigadores delInstituto Conjunto del Genoma JGI del Departamento de Energía de los Estados Unidos DOE, una instalación de usuarios de la Oficina de Ciencia del DOE
"Esta es una encuesta temporal extremadamente grande y exhaustiva de la microbiota de la rizósfera del maíz", señaló la autora principal del estudio, Ruth Ley, de MPI. "El conjunto de datos constituye un recurso rico para los microbiólogos del suelo y los posibles fitomejoradores, una vez que nos concentramos en el microbianorasgos que nos gustaría criar, para reducir la dependencia de los combustibles fósiles en la agricultura ".
El estudio se basa en un estudio anterior, también informado en PNAS , en el que el equipo usó 500 muestras de 27 líneas de maíz que crecen en cinco campos en tres estados. Todas esas muestras fueron recolectadas en un solo punto de tiempo. Esta vez, el equipo recolectó cerca de 5,000 muestras de un subconjunto del mismolas líneas de maíz crecen en un solo campo durante toda una temporada de crecimiento ". La ampliación de 500 a 5,000 es un desafío para el procesamiento de muestras y la bioinformática también es bastante desafiante, ya que tuvimos más de medio billón de secuencias 16S", dijo Ley. "El primer autor TonyWalters hizo un trabajo brillante con esto "
La información permitió al equipo asociar abundancias de poblaciones microbianas con el genotipo de la planta, al tiempo que distinguía los efectos de condiciones como la edad de la planta y el clima. El estudio de campo a gran escala les permitió identificar 143 microbios heredables, cuyas variaciones de población entre muestrasse debieron en parte a las diferencias en el genotipo de la planta. Además, el equipo identificó un microbioma central de la rizosfera que consta de siete unidades taxonómicas operativas OTU, todas dentro del filo de Proteobacterias, que se encuentran en cada muestra.
"La ampliación nos permitió comprender la importancia relativa de la genética de las plantas, el medio ambiente y el tiempo", dijo Ed Buckler, de la Universidad de Cornell, cuyo equipo proporcionó experiencia en genética del maíz y las pruebas de campo. "Sabíamos que cada uno importaba, pero esto realmente proporcionaperspectiva sobre cuánto importa cada uno "
El trabajo se realizó como parte de los proyectos piloto Rhizosphere Grand Challenge de JGI que involucran el maíz y la planta modelo Arabidopsis. Estos proyectos destacaron las capacidades y experiencia de JGI que podrían aprovecharse para grandes desafíos científicos asignados a la Oficina de Investigación Biológica y Ambiental del DOE.en 2010.
"El objetivo general del Gran desafío de la rizosfera, tal como fue concebido, fue determinar los principales impulsores de la composición de la comunidad microbiana en las comunidades microbianas asociadas a la planta, por ejemplo, compartimento de la planta, tipo de suelo, edad de la planta y genotipo de la planta", dijo JGIDiputada de programas de usuario Susannah Tringe. "El artículo anterior usó 454 secuencias de pirotag para demostrar los efectos del genotipo de la planta en la estructura de la comunidad microbiana en la rizosfera, pero carecía del poder estadístico para hacer enlaces genotipo-fenotipo específicos. El estudio actual utilizó la secuencia de etiquetas Illumina, todohecho en JGI, para un muestreo más profundo y una resolución temporal mucho más alta para un análisis estadístico mejorado "
Jeff Dangl, investigador del Instituto Médico Howard Hughes y profesor de biología de la UNC John N. Couch, fue uno de los diseñadores originales del Gran desafío de la rizosfera junto con Tringe, Ley y Buckler, y ofreció una reflexión final sobre el trabajo: "Este es otro caso del descubrimiento de la ciencia del equipo, bajo la inspiración de un defensor del proyecto ", dijo." El primer autor Tony Walters asumió este proyecto sin miedo y lo impulsó hacia adelante. Pero sin la plataforma de secuenciación 16S de JGI y sin el desarrollopor Rob Knight y su grupo de nuevas herramientas computacionales para manejar específicamente un conjunto de datos tan grande, nunca se habría completado "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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