Para cuando las cosas van mal: preservar la biodiversidad microbiana del suelo del Reino Unido para la agricultura

ientíficos de los principales institutos de investigación agrícola del Reino Unido se han unido para crear un nuevo Cyrobank de microbioma de cultivos del Reino Unido (UK-CMCB) para salvaguardar la investigación futura y facilitar la mejora sostenible del rendimiento de los seis principales cultivos alimentarios del Reino Unido, incluidos la cebada, la avena, la colza, patata, remolacha azucarera y trigo.

CABI, que lidera el proyecto BBSRC, se une a investigadores de Rothamsted Research, el Colegio Rural de Escocia (SRUC) y el Centro John Innes, en el desarrollo de un Arca de Noé de microbios del Reino Unido a partir de sistemas de cultivos que constituirá el primer recurso disponible públicamente de su tipo en cualquier parte del mundo.

Científicos de la Universidad de East Anglia (UEA) y el Instituto James Hutton también colaborarán en la iniciativa que utilizará técnicas de investigación criogénica de vanguardia para preservar importantes muestras de microbioma de cultivos de diferentes tipos de suelo en todo el Reino Unido.

El CMCB del Reino Unido proporcionará una instalación para que los investigadores obtengan datos y muestras para su trabajo, incluido material microbiano vivo, así como secuencias genómicas y metagenómicas (ADN) de diferentes entornos de microbiomas, incluido el rizoplano.

Los microbiomas son todos los microbios presentes en cualquier ecosistema, en este caso los asociados con la planta de cultivo, ya sea que estén presentes en las hojas, semillas y tallos o en el suelo a granel alrededor de las raíces. Un microbioma beneficioso da como resultado una planta sana y un mejor rendimiento de los cultivos y alimentos de mejor calidad.

El Dr. Matthew Ryan, curador de la Colección de Recursos Genéticos en CABI, dijo: "Al preservar estas valiosas muestras microbianas de cultivos, a partir de una instantánea única en el tiempo, generaremos un recurso representativo, muy valioso y único de los sistemas de cultivos clave del Reino Unido que convertirse en un recurso vital para los investigadores científicos de las generaciones venideras.

"Usaremos criotecnología desarrollada en el Reino Unido que usa nitrógeno líquido para mantener las muestras seguras a temperaturas muy frías. Si lo desea, es un Arca de Noé de microbios del Reino Unido de sistemas de cultivo y uno que tiene muchos usos potenciales interesantes".

Todos los recursos del proyecto se caracterizarán por completo utilizando técnicas avanzadas de secuenciación de ADN para que los científicos descubran qué microbios (hongos, bacterias, arqueas (microorganismos unicelulares con estructura similar a las bacterias) y virus) están ahí, qué están haciendo en el microbioma y el papel que desempeñan en la mejora del crecimiento de los cultivos. El UK-CMCB creará una base de datos curada de información de muestra asociada con secuencias anotadas, metadatos y herramientas analíticas para usuarios finales.

Este será el primer recurso sincronizado que cubrirá el microbioma total de una variedad de cultivos en tipos de suelo estandarizados, respaldado por bioinformáticos, microbiólogos, expertos en sanidad vegetal e instalaciones de almacenamiento de clase mundial.

El Dr. Tim Mauchline, microbiólogo de plantas y suelos de Rothamsted Research, dijo: "La salud del suelo es particularmente importante. Si podemos comprender mejor la función de los microbios presentes en nuestros suelos, podemos utilizar esta información para ayudar a los agricultores a producir cultivos sostenibles. Necesitamos aumentar la producción de alimentos y reducir nuestra dependencia de fertilizantes químicos y pesticidas. Es imperativo que se encuentren soluciones biológicas para ayudar a garantizar la seguridad alimentaria del Reino Unido ".

La Dra. Nicola Holden, líder del equipo de genómica y bioinformática en SRUC y el Instituto James Hutton, dijo: "Estamos en un momento muy emocionante en nuestra comprensión de los microbiomas debido a los avances en las capacidades de secuenciación profunda, que nos dice no solo sobre la composición de los microbiomas. , pero también informando sobre sus funciones.Este recurso proporcionará datos de línea base sobre cómo los diferentes tipos de cultivos y los suelos en los que se cultivan impactan en el microbioma.Nuestra ambición es proporcionar un recurso integral que se utilizará para optimizar los sistemas de producción de cultivos. "

Otro paquete de trabajo se centrará en demostrar la utilidad del CMCB del Reino Unido para el aislamiento de bacterias promotoras del crecimiento de las plantas y la construcción de comunidades sintéticas.

Esto implicará la caracterización de la microbiota cultivable asociada con las plantas de cultivo y la generación de comunidades microbianas sintéticas asociadas a los cultivos (SynComs) y la prueba de su impacto positivo en el crecimiento de las plantas. Los consorcios microbianos generados a través de este paquete de trabajo se agregarán al CryoBank y se pondrán a disposición del público.

El Dr. Jacob Malone, líder del grupo de microbiología molecular en el Centro John Innes, quien dirigirá el trabajo de construcción y prueba de SynCom, dijo: "El CMCB del Reino Unido proporcionará una plataforma integral para permitir la investigación para optimizar el rendimiento de las plantas y proporcionar alternativas sostenibles para el medio ambiente agroquímicos dañinos ".

El proyecto de 5 años comienza en octubre de 2020 y se relacionará con CHAP, el centro Agritech del Reino Unido para la salud y protección de cultivos, investigaciones académicas e industria.

Eurek Alert