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Publicado el 14 de marzo de 2025 · Lectura de 7 minutos · AgroMente Bioanalytics
Qué aportan los perfiles funcionales frente a los taxonómicos cuando el objetivo es entender qué puede hacer una comunidad del suelo, no solo quién está en ella.
En un análisis 16S obtenemos una lista de géneros y sus abundancias relativas. Es útil para ver quién domina, pero se queda corto cuando la pregunta es qué está pasando con el nitrógeno en una parcela concreta. Ahí entra la anotación funcional: en lugar de contar especies, contamos genes. Y no cualquier gen, sino los que sostienen rutas biogeoquímicas conocidas.
Los marcadores habituales son pocos y bien descritos. nifH aparece en diazótrofos capaces de fijar nitrógeno atmosférico. amoA señala el primer paso de la nitrificación, tanto en bacterias como en arqueas. nirK y nirS participan en la reducción de nitrito, y nosZ cierra la desnitrificación devolviendo N₂ a la atmósfera. Leer su presencia y abundancia relativa en un metagenoma de suelo da una idea del potencial de la comunidad, nada más y nada menos.
El flujo parte de ADN total extraído del suelo, secuenciado en plataformas de lectura corta o larga. Tras el ensamblaje y la predicción de genes, se anotan las secuencias contra bases como KEGG, Pfam o NCBI. El resultado es una tabla de rutas y genes con sus recuentos, normalizados por tamaño de librería. Ese paso de normalización es delicado: sin él, una muestra con más profundidad de secuenciación parecerá siempre más rica.
Conviene recordar que la anotación funcional depende de la calidad del ensamblaje y de la base de referencia. Un gen poco representado en las bases puede pasar desapercibido aunque esté presente. Por eso los perfiles funcionales se leen mejor como comparación entre muestras procesadas con el mismo protocolo que como valores absolutos.
Este es el punto donde más malentendidos aparecen. Detectar amoA indica que hay microorganismos con la maquinaria para nitrificar, pero no dice a qué velocidad lo hacen. La expresión depende de temperatura, humedad, oxígeno disponible, pH y sustrato. Un suelo con abundancia alta de genes de desnitrificación puede emitir poco N₂O si las condiciones no acompañan.
Para hablar de actividad real harían falta otras técnicas: transcriptómica, proteómica o medidas de flujo con isótopos. La metagenómica funcional es el punto de partida, no la conclusión.
Cuando se comparan fincas con años de manejo diferente, hay que fijar antes qué se está comparando. El tipo de suelo, la profundidad de muestreo, la estación y el cultivo previo pesan tanto como la práctica que queremos evaluar. Un perfil funcional tomado en marzo no es comparable con otro de septiembre sin matices.
En la práctica, la comparación útil suele ser intra-parcela a lo largo del tiempo, o entre parcelas con la misma textura y rotación. Cualquier otra cosa introduce ruido que después es difícil de separar del efecto que buscamos.
Con un perfil funcional bien construido se puede describir el potencial de una comunidad, detectar ausencias llamativas y orientar preguntas para el siguiente paso. No se puede prometer un rendimiento, ni afirmar que aplicar un biofertilizante concreto va a corregir una carencia detectada. Esa decisión necesita ensayos en campo y seguimiento.
Si el tema te interesa, en el artículo sobre perfiles taxonómicos en suelos mediterráneos explicamos cómo leer la parte de composición, y en la página de servicios detallamos qué tipo de análisis encaja con cada pregunta.
Este artículo sobre perfiles funcionales y ciclo del nitrógeno lo firma alguien que pasa más horas con anotaciones KEGG que con titulares. Aquí va el contexto de quién escribe y cómo localizarlo si quieres discutir un caso concreto.
Clara Prieto
Bioinformática de suelos y responsable de anotación funcional en AgroMente Bioanalytics
Trabaja con metagenomas de suelo agrícola desde hace ocho años, con especial atención a la lectura de genes marcadores como nifH, amoA, nirK y nosZ. Ha coordinado la anotación funcional de muestras de viñedo, olivar y cereal en el Penedès, el Segrià y la Plana de Vic, y suele insistir en una idea incómoda: un gen detectado no es una tasa medida. Antes de interpretar un perfil funcional, revisa la cobertura, la profundidad de secuenciación y el historial de manejo de la parcela.
Si vas a comparar dos parcelas con historiales distintos, conviene fijar antes el pipeline, la base de referencia y el umbral de abundancia. Sin eso, la comparación dice más del flujo de trabajo que del suelo.