Repositorio UFRO · Omeka S

Cyanobacteria and Soil Restoration: Bridging Molecular Insights with Practical Solutions

Primer Autor	Duran, Paola
Título	Cyanobacteria and Soil Restoration: Bridging Molecular Insights with Practical Solutions
Editorial	MDPI
Revista	MICROORGANISMS
Lenguaje	en
Resumen	Soil degradation has been accelerating globally due to climate change, which threatens food production, biodiversity, and ecosystem balance. Traditional soil restoration strategies are often expensive, slow, or unsustainable in the long term. In this context, cyanobacteria have emerged as promising biotechnological alternatives, being the only prokaryotes capable of performing oxygenic photosynthesis. Moreover, they can capture atmospheric carbon and nitrogen, release exopolysaccharides (EPSs) that stabilize the soil, and facilitate the development of biological soil crusts (biocrusts). In recent years, the convergence of multi-omics tools, such as metagenomics, metatranscriptomics, and metabolomics, has advanced our understanding of cyanobacterial dynamics, their metabolic potential, and symbiotic interactions with microbial consortia, as exemplified by the cyanosphere of Microcoleus vaginatus. In addition, recent advances in bioinformatics have enabled high-resolution taxonomic and functional profiling of environmental samples, facilitating the identification and prediction of resilient microorganisms suited to challenging degraded soils. These tools also allow for the prediction of biosynthetic gene clusters and the detection of prophages or cyanophages within microbiomes, offering a novel approach to enhance carbon sequestration in dry and nutrient-poor soils. This review synthesizes the latest findings and proposes a roadmap for the translation of molecular-level knowledge into scalable biotechnological strategies for soil restoration. We discuss approaches ranging from the use of native biocrust strains to the exploration of cyanophages with the potential to enhance cyanobacterial photosynthetic activity. By bridging ecological functions with cutting-edge omics technologies, this study highlights the critical role of cyanobacteria as a nature-based solution for climate-smart soil management in degraded and arid ecosystems.La degradación del suelo se ha acelerado a nivel mundial debido al cambio climático, lo que amenaza la producción de alimentos, la biodiversidad y el equilibrio de los ecosistemas. Las estrategias tradicionales de restauración del suelo suelen ser costosas, lentas o insostenibles a largo plazo. En este contexto, las cianobacterias han surgido como alternativas biotecnológicas prometedoras, al ser los únicos procariotas capaces de realizar fotosíntesis oxigénica. Además, pueden capturar carbono y nitrógeno atmosféricos, liberar exopolisacáridos (EPS) que estabilizan el suelo y facilitar el desarrollo de costras biológicas del suelo (biocostras). En los últimos años, la convergencia de herramientas multiómicas, como la metagenómica, la metatranscriptómica y la metabolómica, ha mejorado nuestra comprensión de la dinámica de las cianobacterias, su potencial metabólico y sus interacciones simbióticas con consorcios microbianos, como lo ejemplifica la cianosfera de Microcoleus vaginatus. Además, los recientes avances en bioinformática han permitido la caracterización taxonómica y funcional de alta resolución de muestras ambientales, facilitando la identificación y predicción de microorganismos resistentes adaptados a suelos degradados. Estas herramientas también permiten predecir grupos de genes biosintéticos y detectar profagos o cianófagos en microbiomas, ofreciendo un enfoque novedoso para mejorar el secuestro de carbono en suelos secos y pobres en nutrientes. Esta revisión sintetiza los hallazgos más recientes y propone una hoja de ruta para la aplicación del conocimiento molecular en estrategias biotecnológicas escalables para la restauración del suelo. Se analizan enfoques que van desde el uso de cepas nativas de biocrustas hasta la exploración de cianófagos con potencial para mejorar la actividad fotosintética de las cianobacterias. Al vincular las funciones ecológicas con tecnologías ómicas de vanguardia, este estudio destaca el papel fundamental de las cianobacterias como solución natural para la gestión climáticamente inteligente del suelo en ecosistemas degradados y áridos.
Tipo de Recurso	artículo de revisión
Description	biocrusts microbial ecology metagenomics ecology climate change
doi	10.3390/microorganisms13071468
Formato Recurso	pdf
Palabras Claves	DIVERSITY LIGHT BIOCRUSTS CRUSTS DEHYDRATION BACTERIA REVEALS VIRUSES ALGAE LAND
Ubicación del archivo	http://dx.doi.org/10.3390/microorganisms13071468
Materias	DIVERSITY LIGHT BIOCRUSTS CRUSTS DEHYDRATION BACTERIA REVEALS VIRUSES ALGAE LAND
Disciplinas de la OCDE	Biotecnología agrícola Ciencias del suelo Microbiología
Versión del recurso (Recomendado-único)	versión publicada
Tipo de ruta	dorada verde
Access Rights	acceso abierto
Derechos de acceso	acceso abierto
Id de Web of Science	WOS:001535737400001
Título de la cita (Recomendado-único)	Cyanobacteria and Soil Restoration: Bridging Molecular Insights with Practical Solutions
Identificador del recurso (Mandatado-único)	artículo de revisión
Editorial	MDPI
Revista/Libro	MICROORGANISMS
Categoría WOS	Microbiology
Idioma	en
License	CC BY 4.0
Condición de la licencia (Recomendado-repetible)	CC BY 4.0
Entidad financiadora	Anillo Areas Tematicas#FONDECYT Regular(Comision Nacional de Investigacion Cientifica y Tecnologica (CONICYT)CONICYT FONDECYT)
Referencia del Financiador (Mandatado si es aplicable-repetible)	Anillo Areas Tematicas [ATE220038] FONDECYT Regular [1240635, 1251164, 2023-21230832, 2023-21231681]
Formato	pdf