PARTE 2 Revelando el impacto del medio ambiente en la salsa Cistanche: de la regionalización ecológica global a las características de la comunidad microbiana del suelo

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4. DISCUSIÓN

Las zonas de crecimiento más adecuadas deC salsa(Figura 2) se distribuyen principalmente en países a lo largo de la Iniciativa de la Franja y la Ruta, como los de Asia Central y Asia Occidental, la costa mediterránea, los países del norte de África, incluidos Egipto y Libia, y China, Arabia Saudita y Pakistán.31 La mayoría de estos países se encuentran en zonas de clima desértico y sufren una severa desertificación de la tierra.C salsaes una planta parásita no fotosintética que crece en desiertos, cinturones esteparios desérticos y sitios con fuerte estrés salino-alcalino a altitudes de 700 a 2650 m.32C salsaparasita las raíces de sus hospedantes, como Palladium, Ceratoides y Suaedas, que juegan un papel importante en la mejora del entorno ecológico de las regiones áridas.33C salsaes adecuado para crecer en condiciones de suficiente luz solar, poca lluvia, secado temprano, alta temperatura acumulada y grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche.34C salsay su anfitrión puede crecer en tierras desérticas y áridas, y tienen las funciones de mantener el agua y el suelo, prevenir el viento y la arena, y mejorar el medio ambiente del desierto. Por lo tanto, promover el cultivo deC salsaEs importante mejorar la desertificación de la tierra en estas áreas. Mientras tanto, el excelente valor comestible y medicinal deC salsapuede proporcionar recursos para el desarrollo económico local. Las funciones ecológicas y medicinales deC salsaconfieren significado social a la promoción del cultivo artificial, proporcionando así una base teórica para el control de la desertificación de los países de la Franja y la Ruta, la conservación de los recursos silvestres deC salsa, y el desarrollo sostenible de su valor económico.

El microbioma del suelo de la rizosfera juega un papel importante en la vida de las plantas al promover la supervivencia de las plantas en condiciones adversas.35 Los estudios han informado que existen rizobios del crecimiento de las plantas (PGPR) en el género Arthrobacter, que pueden disolver el fosfato e hidrolizar la caseína, lo que demuestra su potencial para impulsar maduración de las plantas.36 Es un rizobio fijador de nitrógeno que puede formar una simbiosis con las plantas.37 Arthrobacter y varias cepas de Streptomyces degradan los plaguicidas agrícolas en una relación sinérgica, lo que indica que son cruciales en la producción agrícola.38 La amplia distribución de Sphingomonas en el medio ambiente es debido a su capacidad para utilizar una variedad de compuestos orgánicos y para crecer y sobrevivir en condiciones de bajo contenido de nutrientes.39 Algunas bacterias del género Sphingomonas son un PGPR que puede promover el crecimiento del arroz y el tomate y también puede usarse como un eco- recurso biológico amigable para limpiar lugares contaminados y promover el crecimiento de plantas que enfrentan perturbaciones ambientales es.40,41 Bacillus puede sobrevivir en condiciones extremas y puede crecer bajo pH, temperatura y concentraciones de sal.42 Algunas bacterias en Bacillus son un PGPR que motiva el crecimiento de las plantas e inhibe los patógenos de plantas transmitidos por el suelo al producir metabolitos secundarios.43 Rubrobacter promueve el crecimiento de cultivos en tierras afectadas por la salinidad.35 Algunas bacterias en Streptomyces actúan como PGPR y supresores de enfermedades de las plantas a través de varios mecanismos, como aumentar el suministro de nutrientes, incluidos fósforo, azufre, hierro y cobre, y producir IAA, citoquininas y sideróforos.44 Las plantas dependen de la interacción benéfica entre las raíces y los microorganismos para obtener nutrientes, promover el crecimiento y resistir el estrés externo.45 En resumen, las bacterias en la mayoría de los géneros centrales en el suelo árido y estéril deC salsase ha informado que produce nutrientes, promueve el crecimiento de las plantas y ayuda a las plantas a resistir las enfermedades. Los microbiomas centrales anteriores se pueden utilizar como fertilizante clave para el cultivo artificial deC salsa. Analizaremos más a fondo el cultivo de estos microbiomas centrales en el siguiente trabajo. Además, dado que los resultados de la anotación de la secuenciación de alto rendimiento se mantienen principalmente a nivel de género, el siguiente paso es ubicar con mayor precisión el nivel de especie para la investigación.

La precipitación es un factor ecológico importante que afecta laC salsadistribución. Los resultados de la prueba Jackknife en el modelo MaxEnt (Cuadro 2) verificaron que la precipitación del trimestre más seco (bio17) tiene la mayor tasa de contribución a la predicción de distribución de especies deC salsa. Las precipitaciones afectan a las plantas caducifolias semiáridas y áridas en la región de Kalahari en Sudáfrica.46 Las precipitaciones durante el trimestre más cálido afectan más fuertemente las distribuciones de P. bauxite y P. vanity.47 Un estudio sobre el cambio climático en África Occidental encontró que los cambios en la distribución de las plantas están relacionados con la reducción de la precipitación.48 Para la composición de la comunidad microbiana del suelo de C. salsa con diferentes ecotipos, el modo de influencia de los factores ambientales es diferente. De acuerdo con los resultados de la RDA y el análisis de correlación, los factores bioclimáticos clave que afectan la composición microbiana del suelo son la altitud, la precipitación del trimestre más cálido (bio18), el rango diurno medio (bio2) y la temperatura media del trimestre más cálido (bio10). Diferentes altitudes pueden conducir a un cambio en la materia orgánica del suelo, cambiando así la composición de las comunidades microbianas del suelo.49 En ambientes áridos, los cambios de precipitación estacional afectan significativamente la biomasa microbiana del suelo y la composición de la comunidad.50 Los estudios también han informado que la cantidad de precipitación y la estacionalidad El tiempo determina la duración y la distribución del agua disponible para la actividad vegetal y microbiana en la estepa fría del desierto.51 Los estudios sobre los patrones espaciotemporales de la diversidad bacteriana del suelo en ambientes áridos han demostrado que la precipitación es un factor importante para determinar los cambios en la actividad bacteriana.52 El estudio encontró que la precipitación del trimestre más cálido es fundamental para la diversidad y la composición de la comunidad de Phytophthora en diferentes regiones ecológicas de Australia, especialmente P. multivora y P. cinnamomi.53 La temperatura del suelo afecta la descomposición de los microorganismos y, por lo tanto, la composición de las comunidades microbianas del suelo. ,54 y temperatura a también refleja los cambios estacionales de las comunidades bacterianas.55 En resumen, la precipitación estacional, los cambios de temperatura y la altitud son los impulsores del factor ecológico que deben tenerse en cuenta para el cultivo artificial de plantas. C salsa.

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En conclusión, este estudio es el primero en explorar la relación entre el medio ambiente y laC salsade las dimensiones macro y micro. Se obtuvieron las siguientes conclusiones. (1) Las regiones que son aptas paraC salsael crecimiento se concentra principalmente en los países a lo largo de la Iniciativa de la Franja y la Ruta, como China, Egipto y Libia. (2) Los géneros microbianos principales (Arthrobacter, Sphingomonas y Bacillus) de los tres ecotipos deC salsason casi PGPR que pueden producir sus propios nutrientes. (3) La precipitación es un factor ecológico importante que afecta la distribución y composición de la comunidad microbiana del suelo deC salsa.Nuestro estudio proporciona información sobre la relación regulatoria entre la distribución adecuada de C. salsa, las comunidades microbianas del suelo y el medio ambiente. Además, proporcionamos una base teórica para el cultivo artificial deC salsa.

INFORMACIÓN DEL AUTOR

Autor correspondiente

Lin-Fang Huang − Laboratorio de Investigación Clave de Protección de Recursos de Medicina Tradicional China, Administración de Medicina Tradicional China, Administración Nacional de Medicina Tradicional China, Instituto de Desarrollo de Plantas Medicinales, Academia China de Ciencias Médicas y Pekín

Cistanche deserticola tiene muchos efectos

Autores

Xiao Sun − Laboratorio de Investigación Clave de Protección de Recursos de Medicina Tradicional China, Administración de Medicina Tradicional China, Administración Nacional de Medicina Tradicional China, Instituto de Desarrollo de Plantas Medicinales, Academia China de Ciencias Médicas y Facultad de Medicina de la Unión de Pekín, Beijing 100193, China; orcid.org/0000-0001-9169- 3356

Jin Pei - Universidad de Medicina Tradicional China de Chengdu, Chengdu, Sichuan 611137, China

Yu-lin Lin − Laboratorio de Investigación Clave de Protección de Recursos de Medicina Tradicional China, Administración de Medicina Tradicional China, Administración Nacional de Medicina Tradicional China, Instituto de Desarrollo de Plantas Medicinales, Academia China de Ciencias Médicas y Facultad de Medicina de la Unión de Pekín, Beijing 100193, China

Bao-li Li − Laboratorio de Investigación Clave de Protección de Recursos de Medicina Tradicional China, Administración de Medicina Tradicional China, Administración Nacional de Medicina Tradicional China, Instituto de Desarrollo de Plantas Medicinales, Academia China de Ciencias Médicas y Facultad de Medicina de la Unión de Pekín, Beijing 100193, China

Li Zhang - Facultad de Ciencias, Universidad de Agricultura de Sichuan, Ya'an, Sichuan 625014, China

Bashir Ahmad - Centro de Biotecnología y Microbiología, Universidad de Peshawar, Peshawar 25000, Pakistán

La información de contacto completa está disponible en: https://pubs.acs.org/10.1021/acs.jafc.0c01568

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Fondos

Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China (81473315 y U1812403-1), el Programa Nacional de Investigación de Recursos Fundamentales de Ciencia y Tecnología de China (2018FY100701), el Proyecto del Plan de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Sichuan (2018JZ0028), Open Research Fund of Chengdu University of Traditional Chinese Medicine Key Laboratory of Systematic Research of Distincctive Chinese Medicine Resources in Southwest China (003109034001) y Beijing Natural Scientific Foundation (7202135), que se agradecen.

notas

Los autores declaran no tener ningún interés financiero en competencia.

EXPRESIONES DE GRATITUD

Expresamos nuestro gran agradecimiento a Xiangxiao Meng del Instituto de Materia Médica China, Academia China de Ciencias Médicas Chinas, por las pautas para usar el software MaxEnt y ArcGIS.

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