{"id":3697,"date":"2024-08-03T07:25:17","date_gmt":"2024-08-03T07:25:17","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangextracts.com\/?p=3697"},"modified":"2024-08-03T07:25:17","modified_gmt":"2024-08-03T07:25:17","slug":"qianghuo-seeds","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangextracts.com\/es\/qianghuo-seeds\/","title":{"rendered":"An\u00e1lisis de la composici\u00f3n y diferencias de las comunidades bacterianas endof\u00edticas en diferentes estados de latencia de las semillas de Qianghuo"},"content":{"rendered":"

An\u00e1lisis de la composici\u00f3n y diferencias de las comunidades bacterianas endof\u00edticas en diferentes estados de latencia de las semillas de Qianghuo
\nNotopterygium incisum Ting ex H. T. Chang es una especie vegetal de la familia de las umbel\u00edferas. Sus rizomas secos se utilizan como medicamento y se emplean habitualmente en la medicina tradicional china y tibetana, conocida como medicina negra. Tiene una gran demanda en el mercado. En la actualidad, el Qianghuo procede principalmente de recursos silvestres y se distribuye sobre todo en zonas de pastizales arbustivos a una altitud de 3000-4500 m en Sichuan, Gansu, Qinghai y otros lugares. En los \u00faltimos a\u00f1os, la excavaci\u00f3n excesiva ha causado grandes da\u00f1os al entorno ecol\u00f3gico, y los recursos vivos silvestres de Qiang se acercan a su agotamiento. Por lo tanto, se necesita urgentemente la domesticaci\u00f3n artificial y el cultivo.
\nCuando las semillas de Qianghuo maduran y aterrizan, el desarrollo embrionario es incompleto, y a menudo no hay embri\u00f3n o se produce un fen\u00f3meno de embri\u00f3n primitivo. Tiene una doble caracter\u00edstica de latencia morfol\u00f3gica y fisiol\u00f3gica, y pertenece a las semillas de latencia profunda. La tasa de germinaci\u00f3n de las semillas de Qianghuo en entornos naturales es extremadamente baja (0,52%). El m\u00e9todo efectivo actual para aliviar la latencia de las semillas de Qianghuo es el m\u00e9todo GA+almacenamiento en arena a temperatura variable. En primer lugar, el m\u00e9todo de almacenamiento en arena a temperatura c\u00e1lida se utiliza para aliviar su latencia morfol\u00f3gica y, a continuaci\u00f3n, el tratamiento de almacenamiento en arena a baja temperatura es necesario para aliviar su latencia fisiol\u00f3gica antes de que las semillas puedan tener capacidad de germinaci\u00f3n. El tiempo de tratamiento de las semillas puede durar m\u00e1s de 8 meses. Utilizando este m\u00e9todo para tratar las semillas de Qianghuo, la tasa de germinaci\u00f3n m\u00e1s alta es de 21,2%. Adem\u00e1s, el ciclo de crecimiento de las hierbas medicinales Qianghuo es de m\u00e1s de 4 a\u00f1os, y debido al largo ciclo de inversi\u00f3n y la lenta efectividad, el desarrollo del cultivo artificial es muy lento. En la actualidad, s\u00f3lo se dispone de cultivos espor\u00e1dicos, que no pueden satisfacer las necesidades de desarrollo sostenible del mercado de Qianghuo. La tecnolog\u00eda de liberaci\u00f3n manual de la latencia de las semillas de Qianghuo no ha avanzado mucho en la \u00faltima d\u00e9cada, lo que constituye uno de los principales problemas que restringen el cultivo a gran escala de Qianghuo.
\nLas bacterias endof\u00edticas de las plantas son hongos o bacterias que viven en diversos tejidos y \u00f3rganos de plantas sanas en algunas o en todas las fases de su ciclo vital. Forman una relaci\u00f3n mutualista compleja y especial con la planta hu\u00e9sped en coexistencia a largo plazo, y promueven la divisi\u00f3n celular, el desarrollo de las ra\u00edces y el crecimiento de las pl\u00e1ntulas aumentando el metabolismo de la auxina y los mit\u00f3genos en la planta. La latencia de las semillas est\u00e1 controlada por el equilibrio entre los promotores del crecimiento giberelina y los inhibidores del crecimiento \u00e1cido absc\u00edsico. Las investigaciones han descubierto que las bacterias endof\u00edticas pueden regular la latencia de las semillas regulando o induciendo la s\u00edntesis de hormonas end\u00f3genas en las plantas, lo que proporciona una base te\u00f3rica para explorar los recursos de bacterias endof\u00edticas con funciones promotoras del crecimiento en las semillas. Pu Fengya et al. descubrieron que las bacterias endof\u00edticas de las l\u00e1grimas de Job pueden aumentar la tasa de germinaci\u00f3n de las semillas de l\u00e1grimas de Job, arroz y trigo, y promover el crecimiento de las pl\u00e1ntulas induciendo el crecimiento de las ra\u00edces. Lei Ruifeng descubri\u00f3 que las bacterias endof\u00edticas de las semillas de langosta de arena plateada promueven la germinaci\u00f3n de las semillas regulando su metabolismo. Xiang Yiqing y otros descubrieron que las bacterias endof\u00edticas en las semillas de Huanglian pueden mejorar significativamente la tasa de germinaci\u00f3n de las semillas de Huanglian. Las bacterias end\u00f3fitas de la pimienta de Sichuan (Capsicum annuum), el arroz (Oryza sativa L.) y el Dendrobium catenatum promueven directamente el crecimiento y el desarrollo de las plantas hu\u00e9sped mediante la secreci\u00f3n de hormonas end\u00f3genas como la auxina, el \u00e1cido absc\u00edsico, la citoquinina, el \u00e1cido giber\u00e9lico, etc. Las bacterias endof\u00edticas aisladas de las semillas de Achnatherum inebrians, Dendrobium nobile y Lolium rigidum, as\u00ed como las bacterias endof\u00edticas aisladas de las ra\u00edces de Polygonatum multiflorum L., regulan la latencia de las semillas mediante la secreci\u00f3n de hormonas end\u00f3genas como la citoquinina, mejorando significativamente sus tasas de germinaci\u00f3n y supervivencia. Sin embargo, \u00bfpueden las bacterias endof\u00edticas de las semillas de Qianghuo promover la liberaci\u00f3n de la latencia favoreciendo el crecimiento de su embri\u00f3n? Bas\u00e1ndose en esto, este experimento toma las semillas Qianghuo como objeto de investigaci\u00f3n y utiliza la tecnolog\u00eda de secuenciaci\u00f3n de alto rendimiento Illumina MiSeq culture free para estudiar la composici\u00f3n y las diferencias de las comunidades bacterianas end\u00f3fitas en diferentes estados de latencia de las semillas Qianghuo. Esto proporciona una base te\u00f3rica para futuras investigaciones sobre el uso de microorganismos para aliviar la latencia de las semillas Qianghuo y tambi\u00e9n proporciona importantes referencias te\u00f3ricas para el cultivo de plantas con caracter\u00edsticas similares de latencia.<\/p>\n

Como importante \u00f3rgano reproductor de las plantas, las semillas pueden servir de medio para la transmisi\u00f3n de microorganismos beneficiosos de las plantas madre a la siguiente generaci\u00f3n a trav\u00e9s de la propagaci\u00f3n vertical, promoviendo as\u00ed la germinaci\u00f3n de las semillas y el crecimiento de las pl\u00e1ntulas. Las bacterias endof\u00edticas de las semillas de gram\u00edneas como el arroz y el ma\u00edz desempe\u00f1an un papel importante en la germinaci\u00f3n de las semillas, el crecimiento y desarrollo de las pl\u00e1ntulas y el crecimiento de la planta hu\u00e9sped. Las semillas de Dendrobium nobile Lindl. presentan posmaduraci\u00f3n y carecen de tejido endosperm\u00e1tico, por lo que requieren la simbiosis con microorganismos para su germinaci\u00f3n. Las bacterias endof\u00edticas dominantes son principalmente proteobacterias y cianobacterias. Este estudio descubri\u00f3 que las semillas de Qianghuo se encuentran en tres estados de latencia diferentes, y los tipos de comunidades bacterianas end\u00f3fitas son similares a nivel de filo. Las bacterias endof\u00edticas se componen principalmente de Proteobacteria, Actinobacteria y Firmicutes, lo que coincide con los filos bacterianos endof\u00edticos dominantes de otras semillas de plantas. Sin embargo, en comparaci\u00f3n con las semillas de Dendrobium officinale, su filo bacteriano endof\u00edtico dominante presenta diferencias. Los tipos de secreciones de las plantas y la capacidad de los microorganismos para colonizar, sobrevivir y propagarse a las semillas var\u00edan, lo que da lugar a diferencias en las bacterias endof\u00edticas de las distintas semillas de plantas. Dado que las bacterias endof\u00edticas de las semillas proceden de diferentes \u00f3rganos vegetales o tejidos meristem\u00e1ticos, se transfieren y colonizan el embri\u00f3n de la semilla y el endospermo a trav\u00e9s de conexiones microtubulares o gametos, y se propagan verticalmente. Las semillas de las plantas medicinales Qianghuo y Dendrobium officinale tienen dificultades para germinar debido a sus caracter\u00edsticas de latencia. Sin embargo, los estudios han descubierto que los filos de bacterias endof\u00edticas dominantes de ambas presentan diferencias, lo que puede deberse a sus diferentes fuentes de bacterias endof\u00edticas. Las semillas de Qianghuo son latentes debido al desarrollo incompleto del embri\u00f3n, y sus bacterias endof\u00edticas proceden principalmente del endospermo, mientras que las semillas de Dendrobium officinale son latentes debido a la falta de endospermo. Sus bacterias endof\u00edticas proceden principalmente del embri\u00f3n, por lo que existen diferencias en los tipos de filo entre ambas. Se especula que las semillas de Qianghuo tambi\u00e9n necesitan coexistir con microorganismos para germinar. Una peque\u00f1a cantidad de bacterias endof\u00edticas pertenecientes al filo Bacteroidetes (2,01%) apareci\u00f3 en las semillas de Qianghuo en el estado GSC, mientras que hongos endof\u00edticos desconocidos pertenecientes al filo Bacteroidetes aparecieron en 24,33% y 7,74% de las semillas en los estados GSB y GSC, respectivamente. Estas bacterias endof\u00edticas pueden desempe\u00f1ar un papel importante en la promoci\u00f3n del crecimiento del embri\u00f3n de la semilla y la liberaci\u00f3n de la latencia de la semilla, y ser\u00e1n objeto de futuras investigaciones. Los hongos endof\u00edticos son muy abundantes y diversos en las semillas de muchas plantas. Los hongos endof\u00edticos de las semillas de Qianghuo est\u00e1n compuestos principalmente por Ascomycota y Basidiomycota, lo que concuerda con los hongos endof\u00edticos dominantes en las semillas de Phaseolus vulgaris L. y Dendrobium nobile.<\/p>\n

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\nA nivel de g\u00e9nero, la composici\u00f3n de las comunidades de bacterias end\u00f3fitas cambia del estado GSA al GSB, y los tipos de comunidades de bacterias end\u00f3fitas son similares del GSB al GSC. Mediante el an\u00e1lisis de diversidad Alpha, se descubri\u00f3 que la diversidad de bacterias end\u00f3fitas en GSA era significativamente menor que en GSB y GSC, mientras que no hab\u00eda diferencias significativas en la diversidad de bacterias end\u00f3fitas entre GSB y GSC. La raz\u00f3n principal puede ser que en el estado GSA, el filo Proteobacteria ten\u00eda una ventaja absoluta, representando 97,08%, inhibiendo as\u00ed el crecimiento de otras bacterias. Por el contrario, las semillas en los estados GSB y GSC estuvieron en un ambiente relativamente hip\u00f3xico durante mucho tiempo, lo que provoc\u00f3 una competencia relativamente menor entre microorganismos y ning\u00fan efecto inhibitorio significativo entre microorganismos, dando lugar a un \u00edndice de diversidad mayor que en el estado GSA. No hubo diferencias significativas en la diversidad de las comunidades de hongos end\u00f3fitos durante todo el proceso de liberaci\u00f3n de la latencia de las semillas. A trav\u00e9s del an\u00e1lisis PCoA de diversidad Beta, se encontr\u00f3 que la estructura de la comunidad de bacterias endof\u00edticas sufri\u00f3 cambios significativos de GSA a GSB y luego al estado GSC, mientras que la estructura de la comunidad de hongos endof\u00edticos no cambi\u00f3 significativamente de GSA a GSB hasta que se liber\u00f3 la latencia fisiol\u00f3gica de las semillas. Las semillas de Qianghuo maduran y aterrizan, y s\u00f3lo tienen capacidad germinativa tras un tratamiento de estratificaci\u00f3n a largo plazo con calor y baja temperatura. Durante este periodo, la estructura de la comunidad bacteriana endof\u00edtica de las semillas cambia, lo que indica que \u00e9ste es uno de los principales factores que influyen en la capacidad germinativa de las semillas de Qianghuo, y que su mecanismo de acci\u00f3n requiere m\u00e1s investigaci\u00f3n.
\nLa funci\u00f3n de las bacterias endof\u00edticas en las semillas de plantas no se ha dilucidado, pero un gran n\u00famero de estudios han demostrado que las bacterias endof\u00edticas tienen efectos reguladores en las plantas hu\u00e9sped y las semillas. Las bacterias endof\u00edticas del ray-grass pueden producir citoquininas e interactuar con las hormonas vegetales producidas por la planta, regulando as\u00ed la latencia de las semillas. Las bacterias endof\u00edticas de las semillas tambi\u00e9n pueden promover el crecimiento de la planta produciendo hormonas vegetales o facilitando la absorci\u00f3n de nutrientes vegetales, especialmente nitr\u00f3geno y f\u00f3sforo. En este estudio se analizaron los microorganismos caracter\u00edsticos de GSA, GSB y GSC a nivel de g\u00e9nero. Hab\u00eda un total de 15 bacterias endof\u00edticas y ning\u00fan microorganismo caracter\u00edstico en los hongos endof\u00edticos. Estos microorganismos eran relativamente abundantes en sus respectivos estados de latencia en comparaci\u00f3n con otros estados de latencia, y pueden desempe\u00f1ar un papel importante en la liberaci\u00f3n de la latencia morfol\u00f3gica y fisiol\u00f3gica de las semillas de Qiangfu, lo que los convierte en una poblaci\u00f3n microbiana clave para futuras investigaciones. Entre ellos, los g\u00e9neros bacterianos dominantes en el estado GSA son Erwinia y Pseudomonas. Pseudomonas est\u00e1 implicada en el proceso de deterioro de muchas frutas y verduras, y entre 50% y 90% de las bacterias de deterioro son Pseudomonas. La liasa \u00e1cida de pectina y la enzima metilgalacturonato de pectina secretadas por Erwinia tienen un efecto sin\u00e9rgico en el ablandamiento de los tejidos vegetales, que puede degradar la pectina de la pared celular de la planta y causar ablandamiento y deterioro. Los resultados de este estudio indican que las semillas de Qiangfu reci\u00e9n cosechadas deben almacenarse r\u00e1pidamente en arena para evitar que se estropeen y afecten a la germinaci\u00f3n de las semillas. Huang Zhiyuan et al. descubrieron que la abundancia relativa del g\u00e9nero Erwinia en los brotes de bamb\u00fa Phyllostachys nuda disminu\u00eda con el aumento de la temperatura durante el almacenamiento. Este estudio encontr\u00f3 que la abundancia de semillas de Qiangfu reci\u00e9n cosechadas disminuy\u00f3 significativamente despu\u00e9s del tratamiento con temperatura c\u00e1lida (15 \u2103), lo que coincide con los resultados de investigaciones anteriores. Esto puede estar relacionado con el hecho de que el endospermo de las semillas fue sometido a un tratamiento de temperatura c\u00e1lida y almacenamiento en arena, y los g\u00e9neros bacterianos dominantes que aparecieron descompusieron el endospermo produciendo una gran cantidad de energ\u00eda para el desarrollo embrionario, inhibiendo indirectamente su crecimiento. Cuando las semillas de Qianghuo maduran y aterrizan, el embri\u00f3n a\u00fan no se ha desarrollado y necesita almacenarse en arena caliente hasta 8 meses para liberar su latencia morfol\u00f3gica, lo que est\u00e1 relacionado con la presencia en el endospermo de inhibidores de la germinaci\u00f3n dif\u00edciles de biodegradar. El g\u00e9nero de bacterias nadadoras rojas tiene capacidad de desnitrificaci\u00f3n y es una bacteria funcional que puede degradar la materia org\u00e1nica y algunos compuestos que contienen nitr\u00f3geno dif\u00edciles de biodegradar. Este estudio descubri\u00f3 que en el estado GSB, las bacterias endof\u00edticas dominantes son el g\u00e9nero de bacterias m\u00f3viles rojas y el g\u00e9nero Catellatospora, que pueden desempe\u00f1ar un papel en la degradaci\u00f3n de los inhibidores de la germinaci\u00f3n y en la promoci\u00f3n del crecimiento embrionario, y son los grupos microbianos clave para futuras investigaciones. Los g\u00e9neros bacterianos dominantes en el estado GSC son los g\u00e9neros Deinococcus, Steridobacterium, Rhizobium, Mucococcus, Mycobacterium, Hydrobacteria, Micromonospora, Actinobacteria, Bacillus, Flavobacterium y Myceticola. Las investigaciones han descubierto que el g\u00e9nero Dvoras es una bacteria fijadora de nitr\u00f3geno; Los rizobios de crecimiento lento tienen la capacidad de disolver fosfatos inorg\u00e1nicos, lo que puede aumentar el contenido de pigmentos de la fotos\u00edntesis de las plantas; La cepa Mycetocola se descubri\u00f3 inicialmente en el glaciar Mi Dui y es un microorganismo resistente al fr\u00edo. Las semillas de Qianghuo, una vez liberadas del letargo por el almacenamiento en arena caliente, no tienen la capacidad de germinar. Deben ser tratadas con arena almacenada a baja temperatura antes de que puedan germinar. Se especula que tras la liberaci\u00f3n de la latencia, el endospermo se agotar\u00e1 y ser\u00e1 incapaz de satisfacer la energ\u00eda necesaria para el crecimiento ulterior del embri\u00f3n y la ra\u00edz embrionaria. Los productos nitrogenados producidos por la degradaci\u00f3n de los inhibidores de la germinaci\u00f3n que contienen nitr\u00f3geno por microorganismos m\u00f3viles rojos acumulados durante la fase de liberaci\u00f3n de la latencia no pueden ser absorbidos directamente por el embri\u00f3n. Deben ser convertidos en nitr\u00f3geno que pueda ser absorbido por la planta por microorganismos fijadores de nitr\u00f3geno para promover el crecimiento del embri\u00f3n y el avance de la ra\u00edz embrionaria a trav\u00e9s de la cubierta de la semilla. Se especula que los microorganismos fijadores de nitr\u00f3geno necesitan cooperar con los microorganismos Myceticola para crecer normalmente, mientras que los microorganismos Myceticola s\u00f3lo pueden crecer normalmente en ambientes de baja temperatura. Por lo tanto, las semillas de Qianghuo deben someterse a un periodo de tiempo tras la liberaci\u00f3n de la latencia. S\u00f3lo despu\u00e9s del tratamiento a baja temperatura puede la ra\u00edz embrionaria atravesar la cubierta de la semilla, y las semillas tienen la capacidad de germinar. Se especula que los microorganismos caracter\u00edsticos de los rizobios de crecimiento lento en los embriones en estado GSC pueden aumentar el contenido de pigmentos fotosint\u00e9ticos en los embriones, preparando la fotos\u00edntesis en los embriones.
\nDebido al hecho de que las semillas Qianghuo maduran y aterrizan como embriones prototipo o sin embriones, el crecimiento de los embriones de las semillas durante el cultivo artificial es muy lento, lo que resulta en un largo tiempo de germinaci\u00f3n y un dif\u00edcil proceso de germinaci\u00f3n de las semillas Qianghuo. En estado natural, tardan hasta 11 meses en germinar. Es urgente encontrar microorganismos desde la perspectiva de los microorganismos que promueven el crecimiento de embriones de semillas para liberar su latencia morfol\u00f3gica y fisiol\u00f3gica, proporcionando un fuerte apoyo para el desarrollo del cultivo artificial de Qianghuo. Este experimento llev\u00f3 a cabo un estudio en profundidad sobre la composici\u00f3n de la estructura de la comunidad y las diferencias de las bacterias y los hongos endof\u00edticos en diferentes estados de latencia de las semillas de Qiangfu mediante m\u00e9todos de secuenciaci\u00f3n de alto rendimiento sin cultivo. Se analizaron los microorganismos caracter\u00edsticos de cada estado de latencia. Este trabajo proporciona una nueva idea para el uso de m\u00e9todos microbianos para aliviar la latencia de las semillas de Qiangfu, llena el vac\u00edo en el campo de la investigaci\u00f3n de la promoci\u00f3n microbiana de la liberaci\u00f3n de la latencia de las semillas, y sienta las bases para una mayor utilizaci\u00f3n de estos recursos potenciales de bacterias endof\u00edticas con efectos promotores de la liberaci\u00f3n de la latencia para mejorar la tasa de germinaci\u00f3n de las semillas de Qiangfu y promover su desarrollo estandarizado en el cultivo artificial. Se espera que proporcione una gu\u00eda te\u00f3rica para el uso de m\u00e9todos microbianos tales como la ingenier\u00eda de cepas o preparaciones microbianas para aliviar r\u00e1pidamente la latencia de las semillas.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Analysis of the composition and differences of endophytic bacterial communities in different dormant states of Qianghuo seeds Notopterygium incisum Ting ex H. T. Chang is a plant species in the Umbelliferae family. Its dried rhizomes are used as medicine and are commonly used in traditional Chinese and Tibetan medicine, commonly known as black medicine. 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