Integrar el transcriptoma, el metaboloma y el microbioma para explorar el mecanismo molecular de la plasticidad fenotípica en P. rotata durante la domesticación a baja altitud

Área de la Ciencia:

• Biología vegetal
• Investigación sobre el microbioma
• Genómica y metabolomía

Sus antecedentes:

• La hierba tibetana Phlomoides rotata, en peligro de extinción, se enfrenta a las amenazas de la recolección excesiva y la lenta regeneración.
• Comprender sus mecanismos de adaptación es crucial para una utilización sostenible.

Objetivo del estudio:

• Investigar los mecanismos de plasticidad fenotípica en P. rotata durante la adaptación a baja altitud.
• Utilice un enfoque multi-ómico integrado para descubrir los cambios impulsados por la altitud.

Principales métodos:

• Se recogieron tejidos de la rizosfera y de las hojas de P. rotata a altas, medias y bajas altitudes.
• Se han realizado análisis multiómicos: perfiles bacterianos/fúngicos, evaluaciones fenotípicas, transcriptómicas y metabolómicas.
• Empleado Procrustes, GO, KEGG, bosque aleatorio, pruebas de Mantel y modelado PLS-SEM.

Principales resultados:

• La altitud cambió significativamente las comunidades microbianas, con microbios de baja altitud que muestran una mayor capacidad metabólica y de ciclo de nutrientes.
• Se encontraron fuertes correlaciones entre los indicadores microbianos y las características fenotípicas.
• Los datos transcriptómicos revelaron patrones de expresión génica distintos relacionados con el crecimiento en altitudes bajas y la defensa en altitudes altas.
• El análisis metabólico identificó metabolitos y vías específicas de la altitud, incluida la biosíntesis de la zeatina a gran altitud y el metabolismo de los carbohidratos a baja altitud.
• Los cambios del microbioma impulsados por la altitud regulan la expresión génica del huésped y el metabolismo secundario, dando forma al fenotipo de la planta.

Conclusiones:

• La función del microbioma de la rizosfera es un factor clave de la plasticidad fenotípica de P. rotata durante la adaptación a baja altitud.
• Esta investigación proporciona información sobre la adaptación inducida por el medio ambiente en las plantas medicinales alpinas.
• Los resultados respaldan las estrategias de cultivo y conservación sostenibles de P. rotata.