Análisis filogenético de la diversidad bacteriana asociada a la rizósfera de plantas de trigo (Triticum aestivum L.)

Abstract

The soil is a reservoir of microbial genetic diversity and therefore is considered a major challenge study. In particular, rhizosphere is the portion of soil surrounding the root and here is where different interactions between microorganisms and plants occur. The composition of the microbial community, especially rhizobacteria, can be influenced by several biotic and abiotic factors. It is known that bacteria play different ecological roles in the ecosystem, such as plant growth-promoting or avoiding plant pathogens to growth. However, our knowledge of bacteria-plant interactions is still limited, in particular those that cannot be cultivated in laboratory. Therefore, it is important to understand the diversity and the ecological role of cultured and uncultured bacteria. In this work, we focused on the diversity of cultured and uncultured bacteria isolated from the rhizosphere of wheat plants (Triticum aestivum L.) at Las Cadenas, Zamora Michoacán. To that end, the 16S RNAr genes from the metagenome of the rhizosphere were amplified by PCR and sequenced. The 16S sequences and results of the Blastn searches showed a 79% identity with cultured bacteria, while only a 21% showed similarity to uncultured bacteria. The main classes identified: gammaproteobacteria with 37%, betaproteobacteria 16%, 11% actinobacteria, Bacilli 11%, alfaproteobacteria 7%, deltaproteobacteria 5%, clostridia 2% and 11% of uncultured bacteria. Within the gammaproteobacteria class, the genera Pseudomonas and Stenotrophomonas were the most abundant, since they correspond to 29.41% of our ribosomal library. Phylogenetic analysis showed that most of the ribosomal sequences are grouped into clades that belong to rhizospheric bacteria.

El estudio del suelo se considera enorme ya que este alberga una gran diversidad genética microbiana. En particular, la porción de suelo que rodea a la raíz vegetal se le conoce como rizósfera y es aquí donde existen diferentes interacciones entre los microorganismos y la planta. La composición de la comunidad microbiana, y en particular las bacterias de la rizósfera puede verse influenciada por diversos factores bióticos y abióticos. Se sabe que las bacterias juegan diversos papeles ecológicos dentro de este ecosistema, en muchos casos promoviendo el desarrollo vegetal y/o controlando el crecimiento de fitopatógenos. Sin embargo, el conocimiento de las interacciones bacteria-planta es aún limitado, más aún el estudio de aquellas bacterias que no se pueden cultivar en el laboratorio. Es por ello importante conocer la diversidad y el papel ecológico que juegan las bacterias cultivables y no cultivables en la rizósfera. En este trabajo, ahondamos en el conocimiento de la diversidad bacteriana cultivable y no cultivable aislada de la rizósfera de plantas de trigo (Triticum aestivum L.) de la comunidad de las Cadenas Municipio de Zamora Michoacán. Para ello, se amplificaron por PCR los genes rARN 16S del metagenoma de la rizósfera y se secuenciaron. Los resultados en búsquedas tipo Blastn mostraron una diversidad principalmente de bacterias cultivables del 79%, mientras que aquellas con similitud a no cultivables fueron del 21%. La clases que se identificaron son: gammaproteobacteria con un 37%, betaproteobacteria 16%, actinobacteria 11%, bacilli 11%, alfaproteobacteria 7%, deltaproteobacteria 5%, clostridia 2% y bacterias no cultivables 11%. Dentro de la clase gammaproteobacteria los géneros de Pseudomonas y Stenotrophomonas fueron los más abundantes, ya que componen el 29.41% del total de la biblioteca de genes ribosomales obtenidos. El análisis filogenético mostró que la mayoría de las secuencias ribosomales se agrupan en clados que pertenecen a bacterias rizosféricas.