Conocer el microbioma de las frutas favorece prácticas agrícolas sostenibles

Los microorganismos son los principales impulsores del funcionamiento y equilibrio de todos los ecosistemas, contribuyendo al ciclo de nutrientes, la producción de metabolitos, la descomposición de desechos y las interacciones multitróficas. El conocimiento sobre los conjuntos microbianos en nichos ecológicos específicos es fundamental para comprender cómo interactúan y funcionan, y se vuelve esencial cuando la microbiota se cruza con actividades humanas, como la protección de cultivos contra plagas y enfermedades. 

Las plantas y su microbiota asociada han coevolucionado a lo largo del tiempo inducidas por presiones de selección mutua. La colonización por una especie patógena, beneficiosa o simbiótica tiene un efecto importante en la fisiología de la planta huésped, incluido el desarrollo y la respuesta al estrés biótico y abiótico. Al mismo tiempo, los exudados y nutrientes internos y externos de la planta huésped impactan la composición y función de su microbiota asociada.

La microbiota de las frutas

La superficie y los tejidos internos de las frutas albergan diversas comunidades microbianas, pero se desconoce en gran medida el papel funcional de esta microbiota en la salud y la calidad de las frutas, fuera de las especies patógenas.

Sin embargo, el uso reciente de conjuntos de tecnologías como la secuenciación avanzada en combinación con otras tecnologías ómicas, ha aumentado enormemente la comprensión de estas comunidades microbianas sin la necesidad de cultivarlas. Además, está proporcionando nuevos datos sobre cómo las comunidades microbianas y sus productos afectan potencialmente al huésped y se correlacionan con la salud y la enfermedad, lo cual está fomentando un cambio de paradigma que considera un organismo y su microbiota como una entidad única (metaorganismo).

En este sentido, se ha introducido el concepto de “holobionte”, lo que sugiere que una planta y sus bacterias, hongos, herbívoros y otros simbiontes residentes representan una entidad biológica unificada: el fitobioma. 

El fitobioma, un espacio de interacciones dinámicas

El fitobioma debe verse como un metaorganismo en el que tienen lugar interacciones dinámicas entre una planta huésped y sus simbiontes, que influyen en diversos parámetros fisiológicos, incluido el crecimiento, la absorción de nutrientes, el metabolismo, y la respuesta a una variedad de estreses. Un mayor conocimiento de las interacciones que ocurren en el fitobioma mejorará la comprensión de cómo éste afecta el rendimiento, la calidad y la vida útil de los cultivos alimentarios. 

Los frutos carnosos que son ricos en nutrientes, exhiben diversos patrones de maduración y están sujetos a una amplia gama de procesos de recolección y manejo poscosecha, representando un nicho ideal para el establecimiento de diversas comunidades microbianas. Por lo tanto, los estudios del microbioma de la fruta, comenzando con la colonización de las flores, ofrecen una oportunidad para mejorar la comprensión básica de las interacciones planta-microbio.

Comunidades microbianas para prácticas agrícolas sostenibles

Un mayor conocimiento del microbioma de la fruta ha hecho posible dar forma y diseñar comunidades microbianas en apoyo de prácticas agrícolas sostenibles.

La investigación del microbioma de la fruta de manzana ha utilizado ampliamente el metabarcodes (secuenciación de amplicons*) y la metagenómica (secuenciación genómica). 

Actualmente, se ha establecido un sólido conocimiento fundamental sobre la composición, estructura y dinámica temporal del microbioma de esta fruta durante el desarrollo, desde el cultivo en el campo, la cosecha y el transporte y almacenamiento, hasta la llegada al consumidor. 

Como resultado, se ha logrado un mayor conocimiento de los factores que dan forma al microbioma de la manzana y su impacto posterior a la recolección.

* Un “amplicon” es un fragmento de ADN o ARN que es fuente y/o producto de eventos de amplificación o replicación. Puede formarse artificialmente, utilizando varios métodos, incluidas las reacciones en cadena de la polimerasa (PCR) o las reacciones en cadena de la ligasa (LCR), o de forma natural mediante la duplicación de genes. En este contexto, la amplificación se refiere a la producción de una o más copias de un fragmento genético o secuencia diana, específicamente el amplicon. La amplificación de los genes codificados por estos “amplicons” generalmente aumenta la transcripción de esos genes y, en última instancia, el volumen de proteínas asociadas.

Fuentes

Sui, Y.; Zhimo, V. Y.; Abdelfattah, A.; Cernava, T.; Huang, K.; Liao, Q.; Wisniewski, M.; Droby, S. (2024). Microbiome succession during apple fruit development: Healthy and pathological microbial assemblages. Postharvest Biology and Technology, 209:112679.

Abdelfattah, A.; Malacrinò, A.; Wisniewski, M.; Cacciola,S. O.; Schena, L. (2018). Metabarcoding: A powerful tool to investigate microbial communities and shape future plant protection strategies. Biological Control, 120: 1-10.

https://en.wikipedia.org/wiki/Amplicon  Acceso el 09/03/2024.

Imagen

https://libbys.es/blog/habitos-saludables/diferencias-entre-manzanas-verdes-y-rojas/8724  Acceso el 09/03/2024.