Caracterización del microbioma de plantas de banano (Musa × paradisiaca L.) bajo sistemas de producción orgánico y convencional

Banana (Musa × paradisiaca L.) cultivation is one of the most important agricultural activities for many countries, and it is the primary fruit consume worldwide. Integrated soil management and fertilization programs aims to enhance soil fertility while maintaining crop yields. A large body of literature examined the changes in soil properties associated with different fertility regimens. Despite the critical role of the plant-associated microbiome in plant health and productivity, the effects of different agricultural management systems on microbial communities' response in banana are poorly understood. This study reports the structure, diversity, and richness of the microbial community of the bulk soil, rhizosphere, and leaf of banana plants under organic and conventional management. Samples were obtained from two banana plantations located in the province of El Oro, Ecuador. The analysis was based on DNA sequencing of the V3-V4 region of the 16S rRNA gene for bacteria and the ITS2 region for fungi. Here, we found a significant effect of the management system in the bacterial and fungi community composition. In general terms, under a conventionally managed system, the richness and evenness of the bacterial and fungal community increased among the soil and rhizosphere compared to the organic farming system. Soil and rhizosphere under organic farming were associated with a higher relative abundance of Proteobacteria, Firmicutes, and Bacteroidetes and exhibited an overrepresentation of microbial genus know as plant growth-promoting, as well as genera involved in essential ecosystem processes. We also found that ASVs of the same genus respond differently to the two types of agricultural management on the soil and the rhizosphere. In comparison, the bacterial communities in the leaves were more similar in both types of management. Understanding how long-term cropping management systems shift the microbial diversity and structure at the level of individual microbial taxa, such as presented in this research, can help to design farming systems that can maintain high profitability of the banana crops by stimulating growth-promoting bacteria and those responsible for the suppression of the soil-borne disease.El cultivo de banano (Musa × paradisiaca L.) es una de las actividades agrícolas más importantes para muchos países y es la principal fruta consumida mundialmente. La fertilización química es una de las prácticas más comunes utilizada para aumentar el rendimiento y productividad de los cultivos. Una gran cantidad de literatura examina los cambios en las propiedades del suelo asociados con diferentes regímenes de fertilización. A pesar del papel fundamental del microbioma en la salud y la productividad de las plantas, los efectos de los diferentes sistemas de gestión agrícola sobre las comunidades microbianas son poco estudiados. Este estudio informa la estructura, diversidad y riqueza de la comunidad microbiana del suelo, rizosfera y hoja de las plantas de banano bajo manejo orgánico y convencional. Se obtuvieron muestras de dos plantaciones bananeras ubicadas en El Oro, una de las provincias con mayor productividad bananera en Ecuador. El análisis se basó en la secuenciación de ADN de la región V3-V4 del gen del ARNr 16S para bacterias y la región ITS2 para hongos. Se encontró un efecto significativo del sistema de manejo en la composición de la comunidad bacteriana y fúngica. En términos generales, bajo un sistema de manejo convencional, la riqueza y uniformidad de la comunidad bacteriana y fúngica aumentó entre las muestras de suelo y rizosfera en comparación con el sistema de agricultura orgánica. El suelo y la rizosfera bajo agricultura orgánica se asociaron con una mayor abundancia relativa de Proteobacteria, Firmicutes y Bacteroidetes y exhibieron una sobrerrepresentación de géneros microbianos conocidos como promotores del crecimiento de plantas, así como géneros involucrados en procesos importantes del ecosistema. También encontramos que los ASV del mismo género responden diferente a los dos tipos de manejo agrícola en el suelo y la rizosfera. Mientras que las comunidades bacterianas en las hojas fueron más similares en ambos tipos de manejo. Comprender cómo los sistemas de gestión de cultivos a largo plazo modifican la diversidad y la estructura microbiana, como se presenta en esta investigación, puede ayudar a diseñar sistemas agrícolas que puedan mantener una alta rentabilidad de los cultivos de banano mediante la estimulación de bacterias promotoras del crecimiento y supresoras de las enfermedades transmitidas por el suelo