Notizia

Jul 03, 2023

L’impatto dell’aggiunta di protozoi sulla sopravvivenza degli inoculanti di Bacillus e sulla dinamica del microbioma del suolo

Comunicazioni ISME volume 2, Numero articolo: 82 (2022) Cita questo articolo 2262 Accessi 3 Citazioni 2 Dettagli metriche altmetriche La predazione selettiva delle cellule batteriche da parte dei protisti è un importante

Comunicazioni ISME volume 2, numero articolo: 82 (2022) Citare questo articolo

2262 accessi

3 citazioni

2 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

La predazione selettiva delle cellule batteriche da parte dei protisti è un importante regolatore dei microbiomi del suolo, che potrebbe influenzare il successo dei rilasci batterici nel suolo. Ad esempio, la sopravvivenza e l’attività dei batteri introdotti possono essere influenzate dal pascolo selettivo sulle comunità residenti o sull’inoculante, ma questo rimane poco compreso. Qui, abbiamo studiato l'impatto dell'introduzione nel suolo di due specie di protozoi, Rosculus terrestris ECOP02 e/o Cerocomonas lenta ECOP01, sulla sopravvivenza degli inoculanti Bacillus mycoides M2E15 (BM) o B. pumilus ECOB02 (BP). Abbiamo anche valutato l’impatto dell’inoculazione batterica con o senza aggiunta di protozoi sull’abbondanza e la diversità delle comunità batteriche e protistiche native del suolo. Mentre l'aggiunta di entrambi i protozoi ha ridotto la sopravvivenza del BM, la loro presenza ha al contrario aumentato l'abbondanza di BP. La predazione selettiva dei protisti governa la creazione di questi inoculanti batterici modificando la struttura del microbioma del suolo e l'abbondanza batterica totale. Nell'esperimento BP, la presenza dei protozoi introdotti ha alterato le strutture della comunità del suolo e ha diminuito l'abbondanza batterica del suolo alla fine dell'esperimento, favorendo la sopravvivenza degli invasori. Nel frattempo, i protozoi introdotti non hanno modificato le strutture della comunità del suolo nell'esperimento BM e hanno ridotto l'effetto degli inoculanti BM + Protozoi sull'abbondanza batterica totale del suolo. Il nostro studio rafforza l’idea che, a condizione che i protozoi aggiunti non si nutrano preferenzialmente di inoculazioni batteriche, il loro comportamento predatorio può essere utilizzato per guidare il microbioma del suolo per migliorare il successo delle inoculazioni batteriche riducendo la concorrenza delle risorse con le comunità microbiche del suolo residenti.

La domanda alimentare globale supererà presto la produzione agricola globale [1], poiché l’attuale popolazione mondiale potrebbe raggiungere i 9,8 miliardi nel 2050 [2]. L’aumento della produzione alimentare è stato ottenuto principalmente attraverso l’intensificazione dell’agricoltura, che ha generato molti problemi ambientali [3]. Per contrastare l’impatto ambientale delle attuali pratiche agricole, diversi paesi stanno investendo nello sviluppo di inoculanti microbici [4] per aumentare la produttività delle colture riducendo la dipendenza delle colture da fertilizzanti e pesticidi [5,6,7]. Tuttavia, adattare gli inoculanti microbici per un’applicazione sul campo di successo rimane eccezionalmente impegnativo. Una delle principali limitazioni è l’incapacità di molti inoculanti di sostenere elevate densità di popolazione dopo l’introduzione [8], poiché devono violare la contropressione abiotica e biotica, spesso intensa, proveniente dal microbioma del suolo [9, 10]. I meccanismi che guidano questa contropressione sono spesso spiegati dalla competizione e dall’antagonismo delle risorse, che si traduce in una bassa sopravvivenza dell’inoculante [11,12,13]. Tuttavia, altri meccanismi che controllano la densità batterica nel suolo, come le attività dei fagi e dei protisti, possono influenzare i batteri in entrata e quelli residenti, influenzando potenzialmente il destino dei microbi introdotti. Sebbene la predazione da parte dei protozoi (definiti come protisti eterotrofi) sia stata riconosciuta come un regolatore “dall’alto verso il basso” che governa la struttura e la funzione del microbioma del suolo [14, 15], questo aspetto è raramente incluso negli studi sul destino degli inoculanti microbici nel suolo. .

Recentemente è stato proposto per diversi scopi l'uso di protozoi come inoculanti, da soli o in parallelo con inoculanti batterici. In primo luogo, le caratteristiche batterivore dei protozoi possono portare al rilascio di nutrienti, dato che i rapporti C:N dei protozoi sono spesso più alti di quelli delle loro prede batteriche [16]. Nella rizosfera, i protozoi possono quindi favorire la mineralizzazione dei nutrienti, a vantaggio delle piante [17]. Inoltre, i protozoi possono anche agire come agenti di biocontrollo grazie alla loro predazione sui patogeni vegetali [18] e alla loro secrezione di composti extracellulari con caratteristiche battericide [19]. Possono anche migliorare l’immunità delle piante e gli equilibri ormonali [20, 21].