Examinando por Materia "Rizosfera"

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    PublicaciónAcceso abierto
    El microbioma de la planta y su impacto sobre el metaboloma de hojas, frutas y semillas fermentadas
    (Universidad del Valle, 2026) Vergara Lopez, Laura Isabella; Johnston-Monje, David Morris; LOPEZ PARRA, LIZBETH LORENA; BIOLOGÍA DE PLANTAS Y MICROOORGANISMOS (BPM)
    La acumulación de metabolitos primarios y secundarios determina en gran medida la calidad química, nutricional y sensorial de los productos agrícolas. Además de los factores genéticos y ambientales, las interacciones con el microbioma vegetal pueden modular estos perfiles químicos, lo que da lugar al concepto de terruño microbiano. Sin embargo, la evidencia experimental que respalde este concepto fuera del sistema vitivinícola sigue siendo limitada. Este estudio evaluó la existencia de asociaciones entre la composición del microbioma presente en raíces, rizosferas y fermentaciones de semilla y los perfiles metabolómicos de frutos de tomate (Solanum lycopersicum), hojas de albahaca (Ocimum basilicum) y semillas fermentadas de café (Coffea arabica). Se realizaron experimentos controlados en los que microbioma derivados de suelos agrícolas contrastantes fueron inoculados en plantas cultivadas en condiciones estériles y en sistemas de fermentación de café, y se compararon con controles sin inoculación. La caracterización microbiana se realizó mediante secuenciación de las regiones 16S rRNA de bacterias e ITS de hongos, y se comparó con el metaboloma analizado mediante LC-MS no dirigida. Los datos se integraron mediante análisis multivariados de PCoA, agrupamiento jerárquico aglomerativo, plots de volcán, Variable Importance in Projection (VIP) derivados de los modelos supervisados PLS-DA, mapas de calor de correlación agrupados, mapas de calor construidos a partir de abundancias relativas, redes de correlación y tanglegramas. Los microorganismos inoculados provocaron cambios significativos en la estructura comunitaria en los tres sistemas. En el café no se observó un acoplamiento entre el microbioma de fermentación y el metaboloma de las semillas, probablemente porque el lavado con agua elimina los compuestos bioquímicos de la superficie. En albahaca, tres de los cuatro suelos modificaron el microbioma de la rizosfera tras la inoculación, lo que se reflejó en cambios en el metaboloma foliar. En tomate cultivado en arena estéril, tres de los cuatro suelos modificaron el microbioma de las raíces tras la inoculación, lo que se tradujo en cambios significativos en algunos metabolitos de los frutos. Las asociaciones específicas entre bacterias, hongos y metabolitos se exploraron con mayor detalle en la sección de resultados. Experimentos futuros deberían tratar de aislar algunas de las cepas identificadas por secuenciación y repetir experimentos de inoculación con ellas, para validar su rol en la modulación del metaboloma de las plantas. Se observó que los cambios en el microbioma de la fermentación de café bajo condiciones de laboratorio no influyen en su bioquímica, pero, a nivel industrial, la fermentación, el lavado y el secado de las semillas se llevan a cabo en fincas con mucho menos control y variabilidad.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Technological alternative to enhance biological nitrogen fixation in the rhizosphere of non-leguminous plants
    (Universidad del Valle, 2021) Gutierrez Landázuri, Carlos Fernando; Sanabria Gómez, Irma Janeth; Oyserman, Ben
    Esta tesis explora la fijación biológica de nitrógeno (FBN) realizada por microorganismos del suelo como alternativa a los fertilizantes químicos nitrogenados en plantas no leguminosas. En primer lugar, se destacan los profundos impactos ambientales provocados por la producción y aplicación de fertilizantes nitrrogenados, el último en la agricultura. Se expone la necesidad de alimentar a la humanidad y cómo esto depende de una fertilización adecuada. Luego se propone un enfoque ecológico basado en comunidades microbianas fijadores de nitrógeno para resolver este desafío. En segundo lugar, se revisa el estado del arte para restaurar las funciones microbianas del suelo a través del aislamiento, selección, formulación y aplicación de inoculantes microbianos y consorcios sintéticos. Aquí, se identifican dos deficiencias clave: la dificultad de diseñar biofertilizantes complejos de múltiples especies y el cuello de botella en la ampliación de su producción. Para abordar este desafío se propone fusionar la teoría ecológica con la ingeniería de bioprocesos para producir “comunidades auto ensambladas” enriquecidas, seleccionando gremios particulares y adaptados producir “comunidades auto ensambladas” enriquecidas, seleccionando gremios particulares y adaptados a un suelo objetivo y una planta huésped específica, utilizando el problema del nitrógeno como ancla. En tercer lugar, se presenta la construcción de tres reactores de biopelícula de lecho compacto aireado a escala de laboratorio, inoculados con una comunidad microbiana previamente previamente adaptada, derivada de suelo restaurado naturalmente y alimentada con solución modificada de Hoagland. El nitrógeno solo es proporcionado por aire. Los reactores comunitarios fijan nitrógeno y producen más biomasa que el reactor de cultivo puro del fijador de Nitrógeno Azotobacter vinelandii. Se obtienen y analizan muestras de ADN, resultando 1616 OTUs, que asignan bacterias con un predominio a nivel de filo o familiar que varia entre las muestras, pero similares después que los reactores comunitarios alcanzan el estado estacionario. Finalmente, plantas de tomate son fertilizadas con la solución modificada de Hoagland, con N suministrado solo por biomasa microbiana, a tres concentraciones diferente. Esto permitió que las plantas crecieran significativamente. Además, los análisis de ADN reflejan una comunidad microbiana compleja fijadora de nitrógeno en las rizosferas en cada caso. Los tratamientos N1 y N2 Parecen similares entre sí y con el Inóculo. El suelo original con la diversidad más baja y el N3 con la más alta fueron similares en términos de la ecología funcional. El siguiente paso en futuros estudios será evaluar el nivel de colonización y la interacción entre el microbioma que viene con las semillas y el proporcionado por el tratamiento