Análisis metagenómico de suelos usados en diferentes procesos agronómicos

Abstract

Las poblaciones de microorganismos presentes en el suelo están demostrando ser fundamentales para el crecimiento de las plantas. Entre los muchos beneficios que aportan se encuentra una mayor adsorción de los nutrientes esenciales, un incremento de la resistencia frente a patógenos o el fomento del crecimiento vegetal gracias a la liberación de moléculas señalizadoras. Por consiguiente, los microorganismos pueden actuar como un potencial método de optimización de la productividad de los cultivos agrícolas. Los análisis metagenómicos basados en el estudio del material genético presente en una muestra son esenciales en la identificación y estudio de estas poblaciones localizadas en los suelos de cultivo. Los pasos para desarrollar un estudio completo son la extracción del material genético de interés de una muestra de suelo, la posterior amplificación y el análisis molecular con herramientas bioinformáticas de la información genética aislada. En este estudio se ha realizado un análisis metagenómico de las poblaciones bacterianas presentes en muestras de suelos de diferentes cultivos agrícolas de la región de Extremadura. Para ello, se realiza una extracción de ADN, se diseñan cebadores frente a bacterias de suelos mediterráneos y se lleva a cabo una identificación de las bacterias de interés. En el desarrollo de este trabajo, se han evaluado dos métodos de extracción de ADN bacteriano, así como las técnicas de cuantificación y detección del ADN extraído. También se ha comprobado la funcionalidad de los cebadores diseñados para el presente Trabajo de Fin de Grado. Los resultados obtenidos han permitido optimizar el estudio metagenómico de suelo usado en procesos agronómicos y se han identificado las bacterias Niabella soli, Bryocella elongata y Pontibacter populi en muestras de cebolla, almendro y encina.

The populations of microorganisms present in soil are proving to be crucial for plant growth. Among the many benefits they provid, adsorption of essential nutrients, increased resistance to pathogens, and the promotion of plant growth through the release of signaling molecules are enhanced. Consequently, microorganisms can potentially serve as a method for optimizing agricultural crop productivity. Metagenomic analyses based on the study of genetic material present in a sample are essential for the identification and study of these populations in cultivated soils. The steps to conduct a comprehensive study include the extraction of the genetic material of interest from a soil sample, followed by amplification and molecular analysis using bioinformatic tools to analyze the isolated genetic information. In this study, a metagenomic analysis of bacterial populations present in soil samples from different agricultural crops in the Extremadura region has been conducted. To achieve this, DNA extraction is performed, primers are designed targeting bacteria found in Mediterranean soils, and identification of the bacteria of interest is carried out. In the course of this work, two methods of bacterial DNA extraction have been evaluated, as well as techniques for quantifying and detecting the extracted DNA. The functionality of the designed primers for this Bachelor's Thesis has also been confirmed. The results obtained have allowed the optimization of metagenomic soil studies used in agronomic processes, and the bacteria Niabella soli, Bryocella elongata and Pontibacter populi have been o in samples from onion, almond, and oak trees.