Caracterización del metagenoma de la comunidad microbiana edáfica asociada a un cultivo de arroz (oryza sativa) bajo un esquema agronómico de manejo de agricultura por ambientes
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Autores
Saavedra Correa, Juan David
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Inglés
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Resumen
Dada la importancia del cultivo del arroz en Colombia, se han utilizado muchas estrategias
para incrementar el rendimiento por hectárea, las cuales buscan incentivar directa e
indirectamente la promoción de servicios ecosistémicos como el ciclaje de nutrientes,
siendo el microbioma del suelo un factor clave en la modulación de muchos nutrientes
presentes en el suelo, con un efecto en la productividad de las plantas. Se propuso como
objetivo de este trabajo de investigación, estudiar los microbiomas edáficos de un campo
comercial de arroz y su relación con las propiedades físico-químicas del suelo. Para ello,
se tomaron muestras de suelo de soporte y rizosférico en un lote de arroz de 33 hectáreas,
previamente caracterizadas según el historial de datos de rendimiento, en tres zonas de
manejo (rendimiento alto, rendimiento medio y rendimiento bajo). Las muestras de suelo
se tomaron antes de la siembra del cultivo y después de la última fertilización química;
Además, se realizaron análisis fisicoquímicos del suelo y extracción de ADN. Inicialmente
se planteó una estrategia para el estudio de microbiomas a través de 16s rRNA y
amplicones ITS, sin embargo, los resultados obtenidos con esta metodología no fueron lo
suficientemente confiables, por lo que se tomó la decisión de realizar el análisis desde la
perspectiva de la metagenómica, para su posterior secuenciación por “shotgun” y análisis
de metagenoma. Las comunidades microbianas del campo de arroz reportaron una baja
diversidad en general, se encontró que las muestras estaban dominadas por los filos
Proteobacteria, Acidobacteria y Actinobacteria. Aunque hubo variaciones en la
composición y estructura de los microbiomas del suelo de soportea lo largo del tiempo y
entre los microbiomas asociados con las tres zonas de manejo, no se
encontraron diferencias significativas. Se encontró que la diversidad, la composición y la
función predicha de los microbiomas de la rizosfera eran significativamente diferentes de
los microbiomas del suelo de soporte. Además, se identificó que estos suelos tenían un
pH particularmente ácido, y también se pudo detectar que la materia orgánica incidía en
la diversidad de los microbiomas, asi como las prácticas de manejo. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Given the importance of rice cultivation in Colombia, many strategies have been used to
increase yield per hectare, which seek to directly and indirectly encourage the promotion
of ecosystem services such as nutrient cycling, with the soil microbiome being a key factor
in the modulation of many nutrients present in the soil and having an effect on plant
productivity, it was proposed as the objective of this research, to study the edaphic
microbiomes of a commercial field of rice and its relationship with the physico-chemical
properties of the soil. For this, bulk and rhizosphere soil samples were taken in a 33-hectare
rice plot, previously characterized according to the yield data history, in three management
zones (high, medium, and low yield). The soil samples were taken before planting the crop
and seventy days after plants germination; moreover, physicochemical analyzes of the soil
and DNA extraction were performed. Initially, a strategy for the study of microbiomes
through 16s rRNA and ITS amplicons was proposed, however, the results obtained with
this methodology were not reliable enough, for which the decision was made to carry out
the analysis from the perspective of metagenomics, for subsequent shotgun sequencing
and metagenome analysis. The microbial communities from the rice field reported a low
diversity in general, the samples were found to be dominated by the phyla Proteobacteria,
Acidobacteria, and Actinobacteria. Even though, there were variations in the composition
and structure of the bulk soil microbiomes across time and between the microbiomes
associated with the three management zones, no significant differences were discovered.
The diversity, composition, and predicted function of rhizosphere microbiomes were found
to be significantly different from the bulk soil microbiomes. Moreover, it was identified that
these soils had a particularly acid pH, and it was also possible to detect that organic matter,
as well as management practices had an impact on the diversity of the microbiomes.
Descripción
ilustraciones, diagramas, fotografías a color