Efecto de la inoculación de Pseudomonas fluorescens UM270 sobre el bacterioma rizosférico de maíz (Zea mays L.) en diferentes tipos de suelo

Abstract

Agriculture faces a series of complex challenges, before which, there is a growing demand for biological agents that confer increased capacities or benefits to the crops and soils where they are developed. The use of beneficial bacteria in plants that can interact with them and their associated native microbial community in a positive way has been proposed, having direct effects on germination, yield, biomass, the concentration of metabolites of interest, etc. It is known that the plant-associated community confers resistance to its host against various biotic and abiotic factors; understanding the effects of the introduction of a promoter species in the native community of different soils helps to expand knowledge about the mechanisms behind them and allows exploring new strategies for biotechnological exploitation. In the present work, the composition of the rhizospheric bacteriome of maize plants without inoculation and bionoculated with Pseudomonas fluorescens UM270 in three types of soil was analyzed by means of the amplification and sequencing of the 16S ribosomal genes; diversity was estimated using different ecological index (Shannon, Pielou, Faith, Bray-Curtis, Jaccard, weighted and unweighted Unifrac) after a bioinformatic refinement, 2,452 OTUs were found. The most representative biological domain is Bacteria with 96.26% while Archaea account for the remaining 3.74%; the community of all samples is dominated by the phyla Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes, Verrucomicrobia and Planctomyces in all samples, however, taxa comparison and diversity analyzes revealed a very large shared set of bacteria with differentiated behavior, it is also possible to appreciate exclusive taxa corresponding to each treatment, suggesting differences in the composition of the communities.

La agricultura se enfrenta a una serie de desafíos complejos, ante lo cual, existe una creciente demanda de agentes biológicos que confieren capacidades aumentadas o beneficios a los cultivos y suelos donde estos se desarrollan. Se ha propuesto el uso de bacterias benéficas en las plantas que pueden interactuar con ellas y su comunidad microbiana nativa asociada de manera positiva teniendo efectos directos sobre la germinación, el rendimiento, biomasa , la concentración de metabolitos de interés etc., es sabido que la comunidad asociada a las plantas confiere resistencia a su huésped ante diversos factores bióticos y abióticos; la comprensión sobre los efectos que tiene la introducción de una especie promotora en la comunidad nativa de distintos suelos ayuda a ampliar el conocimiento sobre los mecanismos detrás de ellos y permite explorar nuevas estrategias de explotación biotecnológica. En el presente trabajo se analizó la composición del bacterioma rizósferico de plantas de maíz sin inocular y bionoculadas con Pseudomonas fluorescens UM270 en tres tipos de suelo mediante la amplificación y secuenciación de los genes ribosomales 16S; se estimó la diversidad mediante diferentes índices ecológicos (de Shannon, Pielou, Faith,Bray-Curtis, Jaccard, Unifrac ponderado y no ponderado) tras un depurado bioinformático se encontraron 2,452 OTUs. El dominio biológico con mayor representatividad es Bacteria con el 96.26% mientras que Archaea suman el 3.74 % restante; la comunidad de todas las muestras se encuentran dominadas por los phyla Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Bacteroidetes, Gemmatimonadetes, Verrucomicrobia y Planctomyces en todas las muestras, sin embargo, la comparación de taxa y los análisis de diversidad revelaron un conjunto de bacterias muy grande compartido con comportamiento diferenciado, también es posible apreciar taxa exclusivo correspondiente a cada tratamiento, sugiriendo diferencias en la composición de las comunidades.