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O primeiro passo para encontrar tesouros do microbioma das plantas – ScienceDaily

Traduzido de Science Daily

Devido à sua complexidade e escala microscópica, as interações planta-micróbio podem ser bastante evasivas. Cada pesquisador foca em uma parte da interação, e é difícil encontrar todas as peças, muito menos montá-las em um mapa completo para encontrar os tesouros escondidos dentro do microbioma da planta. Este é o propósito da revisão, pegar todas as peças de todas as diferentes fontes e colocá-las juntas em uma coisa completa que pode guiar os investigadores para pistas ocultas e novas associações que desvendam os segredos de um sistema. Como qualquer bom mapa do tesouro, ainda existem lacunas no conhecimento e o buscador deve ser inteligente o suficiente para preencher essas lacunas e encontrar o “X”. Sem um mapa, há apenas vagas sem rumo, mas com um mapa, há esperança de encontrar os tesouros escondidos do microbioma da planta.

Yunzheng Zhang, Nian Wang e seus colegas produziram recentemente um mapa, “The Citrus Microbiome: From Structure and Function to Microbiome Engineering and Beyond”, que publicaram no Phytobiome Journal. Seu mapa descreve a estrutura e funções potenciais do microbioma da planta e como esse conhecimento pode nos guiar em direção a novos feitos da engenharia e uma maior compreensão dos tesouros ocultos do microbioma da planta. Uma vez revelados, os insights sobre o microbioma podem ajudar os pesquisadores a cultivar plantas cítricas mais resistentes, mais adequadas às mudanças de clima e mais capazes de sobreviver às pressões de patógenos.

Os cítricos são uma cultura frutífera perene de importância global que possui muitos laços econômicos e emocionais com a sociedade. É cultivado em mais de 140 países, o que o expõe a uma variedade de pressões ambientais e de doenças. Nossas relações com os cítricos são diversas, mas não tão diversas quanto a relação entre os cítricos e seu microbioma. À medida que avançamos para um ambiente cada vez mais desestabilizador, torna-se mais imperativo compreender essas interações para garantir que os cítricos estarão presentes em nossas vidas nos próximos anos.

Nian Wang acredita que “alavancar as interações cítricas-microbioma para lidar com os estressores bióticos e abióticos oferece uma oportunidade para aumentar a produção cítrica sustentável.” Para criar este mapa do tesouro das interações cítrico-micróbio, Wang e seus colegas estabeleceram o International Citrus Microbiome Consortium em 2015. Seu objetivo era formar colaborações internacionais para resolver este problema global. Antes de entender os meandros desse ecossistema, a equipe teve que entender quais micróbios individuais compõem a comunidade do microbioma cítrico e como a comunidade microbiana pode funcionar em diferentes nichos de plantas.

Depois de identificar os micróbios e algumas das funções gerais que o microbioma está desempenhando coletivamente, a questão se volta para como eles estão fazendo isso. Depois que os pesquisadores entendem quem, o quê e como do microbioma, eles podem começar a criar novos micróbios ou criar comunidades sintéticas para desempenhar uma função específica que pode resolver as deficiências atuais, como a produção de safras, a disseminação de doenças e outras enfermidades. saúde. Em sua revisão, Zhang, Wang e seus colegas abordam especificamente a primeira questão combinando vários estudos metagenômicos em um único artigo coeso e estabelecendo com segurança quais micróbios constituem o microbioma cítrico na rizosfera (ao redor da raiz), rizoplano (na raiz) , endoriza (dentro da raiz) e filosfera (superfície da folha).

Esta revisão destaca a extensa pesquisa que foi feita até agora sobre o microbioma dos citros e, de forma inteligente, reúne esse conhecimento em uma única figura abrangente. As rizosferas de frutas cítricas foram enriquecidas com micróbios pertencentes aos pilares da Proteobacteria Y Bacteroidetes, que é comum em outras rizosferas de plantas. Bradyrhizobium Y Burkholderia micróbios foram os grupos mais dominantes na transição da rizosfera para o rizoplano. A biomassa do microbioma endorhiza é aproximadamente um quinto da biomassa da rizosfera e é dominada por Proteobacteria, Firmicutes, Y Actinobactérias, como é a filosofia.

Mas os autores observam que ainda há muito a aprender e descobrir. Neste ponto, os pesquisadores só sabem quais micróbios estão presentes em alguns dos tecidos, o que significa que ainda há uma quantidade significativa de pesquisas a serem feitas para descobrir os tesouros escondidos dentro do microbioma dos citros. Com esse conhecimento, é hora de começar a incorporar tecnologias multimicrobianas, como a transcriptômica (estudo do RNA) e a metabolômica (estudo dos metabólitos), além das técnicas de sequenciamento de DNA já utilizadas anteriormente. É um momento emocionante para ser um cientista agrícola ou vegetal, porque você está prestes a integrar novas tecnologias para compreender um mundo que nem podemos ver: o mundo do microbioma.

“Acho que a inteligência artificial será crítica para extrairmos uma grande quantidade de dados. Em termos de como usar o microbioma, acho que a comunidade sintética ou consórcios de micróbios, bem como a edição do genoma mediada por CRISPR, fornecerão mais caminho. promissor para a aplicação “, disse Wang. Um problema integrado desse tamanho, envolvendo tantas partes móveis, precisa não apenas de um consórcio internacional de pesquisadores de ponta, mas também de uma equipe altamente interdisciplinar que inclua não apenas cientistas de plantas, microbiologistas e plantas patologistas, mas também especialistas nas áreas de bioinformática. horticultura e computação. Esta equipe de cientistas só será capaz de juntar as peças que faltam no mapa e desbloquear os tesouros dentro do microbioma cítrico antes que seja tarde demais.



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