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Rhizosphäre vs. Endorhiza?

Rhizosphäre vs. Endorhiza?


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In Bezug auf die Mikrobiologie und die Benennung der verschiedenen Bereiche der Pflanze in Bezug auf die mikrobielle Besiedlung bin ich verwirrt über den Unterschied zwischen den Begriffen endorhiza und Rhizosphäre.

In diesem Fall sehe ich Rhizosphäre einfach als "Wurzeln" bezeichnet, aber in diesem Fall sehe ich auch Endorhiza einfach auch als "Wurzeln" erklärt.

Jedoch in Dies Fall sehe ich eine weitere Erklärung für Endorhiza (die etymologisch sinnvoll ist): „inneres Wurzelgewebe“.

Heißt das endorhiza ist ein Unterbegriff für den Bereich innerhalb der Wurzeln und den größeren Bereich des Rhizoms im Allgemeinen repräsentiert durch Rhizosphäre, und das ist der Unterschied?


Gesundes Pflanzenwachstum hängt von einer mikrobiellen Gemeinschaft ab, die um und in den Wurzeln der Pflanzen lebt (Bais et al. 2001). Wurzeln sezernieren von den Wurzeln eine Reihe chemischer Verbindungen, die die mikrobielle Gemeinschaft um, aber außerhalb der Wurzeln beeinflussen. Die mikrobielle Gemeinschaft kann Bakterien, Pilze und einzellige Parasiten sowie größere Organismen wie Insektenlarven und sogar Wurzeln anderer Pflanzen umfassen. Einige Chemikalien ziehen bestimmte Organismen an, während andere Chemikalien Organismen abstoßen. Diese Gemeinschaft von Organismen um die Wurzeln herum wird als Rhizosphäre bezeichnet (Walker et al. 2003). Das Papier von Walker (Open Access) beschreibt einige der vielen Arten von symbiotischen Beziehungen, die in der Rhizosphäre vorkommen.

Endorhiza bezieht sich auf die innere Umgebung des Wurzelsystems. Die Endorhiza enthält eine weitere mikrobielle Gemeinschaft von Bakterien und Pilzen (Backman und Sikora 2008). Die Organismen dieser endorhizialen Gemeinschaft werden zusammenfassend als Endophyten bezeichnet. Wie die Rhizosphäre sind die Organismen in der Endorhiza wichtige symbiotische Arten, die der Gesundheit der Pflanze zugute kommen.

Ähnliche Gemeinschaften wurden für andere Regionen der Pflanze identifiziert, wie zum Beispiel die Phyllosphäre, die Organismen, die auf den Blättern, Stängeln und anderen Pflanzenteilen über dem Boden leben (Backman und Sikora 2008).

Zitate

Backman, P. A. und R. A. Sikora. 2008. Endophyten: Ein aufstrebendes Instrument zur biologischen Kontrolle. Biologische Kontrolle 46: 1-3.

Bais, H. P. et al. 2001. Wurzelspezifischer Stoffwechsel: Die Biologie und Biochemie unterirdischer Organe. In-vitro-Zell- und Entwicklungsbiologie - Plant 37: 730-741.

Walker, T. S. et al. 2003. Wurzelexsudation und Rhizosphärenbiologie. Pflanzenphysiologie 132: 44-51.


Endorhiza ist nicht gleich Endomykorrhiza. Es ist der Raum, den AM (Endomykorrhiza, auch bekannt als arbuskuläre Mykorrhiza) innerhalb der Wurzelzelle einnimmt.


Die Rhizosphäre ist die schmaler Bodenbereich, der direkt von Wurzelsekreten und assoziierten Bodenmikroorganismen beeinflusst wird (Wiki)

Und Endorrhiza (auch Endomykorrhiza, AMS oder AM genannt) ist ein Sonderfall der Mykorrhiza, einer wechselseitigen Beziehung zwischen Pilzen und Pflanzenwurzeln, bei der die Pilzzellen in der Wurzel und nicht auf ihrer Oberfläche gespeichert werden.


Rhizosphäre

Rhizosphäre zielt darauf ab, die Grenzen unseres Verständnisses der Pflanzen-Boden-Interaktionen voranzutreiben. Rhizosphäre ist eine multidisziplinäre Zeitschrift, die Forschungen zu den Wechselwirkungen zwischen Pflanzenwurzeln, Bodenorganismen, Nährstoffen und Wasser veröffentlicht. Außer der Kohlenstofffixierung durch Photosynthese erhalten Pflanzen alles andere.

Rhizosphäre zielt darauf ab, die Grenzen unseres Verständnisses der Pflanzen-Boden-Interaktionen voranzutreiben. Rhizosphäre ist eine multidisziplinäre Zeitschrift, die Forschungen zu den Wechselwirkungen zwischen Pflanzenwurzeln, Bodenorganismen, Nährstoffen und Wasser veröffentlicht. Außer der Kohlenstofffixierung durch Photosynthese erhalten Pflanzen alle anderen Elemente hauptsächlich aus dem Boden über die Wurzeln.

Wir beginnen zu verstehen, wie die Kommunikation in der Rhizosphäre mit Bodenorganismen und anderen Pflanzenarten die Wurzelexsudate und die Nährstoffaufnahme beeinflusst. Dieses sich schnell entwickelnde Fach verwendet molekularbiologische und genomische Werkzeuge, Manipulationen von Nahrungsnetzen oder Gemeinschaften, Hochleistungsflüssigkeitschromatographie, Isotopenanalyse, verschiedene spektroskopische Analytik, Tomographie und andere Mikroskopie, komplexe Statistik- und Modellierungswerkzeuge.

Berücksichtigt werden Feldversuche, Mikrokosmosexperimente und bodenfreie Forschung. Forschungsarbeiten, Fach- oder Methodenpapiere, Rezensionen und Kommentare sind willkommen. Papiere, die informative negative Ergebnisse diskutieren, werden ebenfalls berücksichtigt.


Die Wirkung verschiedener Bodenphosphatquellen auf die aktive bakterielle Mikrobiota ist in der Rhizosphäre größer als in der Endorhiza der Gerste (Hordeum vulgare L.)

Phosphat ist ein Makronährstoff und oft der limitierende Wachstumsfaktor vieler Ökosysteme. Das Ziel dieser Arbeit war es, die Wirkung verschiedener Phosphatquellen auf die aktive bakterielle Mikrobiota von Gerstenrhizosphäre und Endorhiza zu untersuchen. Gerste wurde auf kargen Böden angebaut, die entweder mit Ca(H2Bestellung4)2 (CaP), Gafsa-Rohphosphat (Gafsa), Natriumhexaphytat (NaHex) oder unverändert (P0). RNA wurde extrahiert und cDNA durch reverse Transkription aus Rhizosphäre und Endorhiza von Gerstenwurzeln synthetisiert. Die Phosphataseaktivität wurde in der Rhizosphäre gemessen. Die Phosphatquelle beeinflusste die Alpha- und Beta-Diversität der aktiven Mikrobiota signifikant, insbesondere in der Rhizosphäre. CaP bereicherte die relative Häufigkeit einer breiten Palette von Taxa, während NaHex und Gafsa spezifisch eine dominante bereicherten Massilia-bezogene OTU. Die Co-Auftritts-Netzwerkanalyse zeigte, dass die am häufigsten vorkommenden OTUs von der Phosphatquelle beeinflusst wurden und gleichzeitig wenig mit anderen OTUs verbunden waren (also relativ „unabhängig“ von anderen Bakterien waren), was auf eine erfolgreiche Anpassung an das spezifische abiotische Bedingungen. In der Rhizosphäre wurden die Phosphataseaktivitäten mit mehreren OTUs korreliert. Darüber hinaus ist die Phosphodiesterase/Alk. Das Phosphomonoesterase-Verhältnis korrelierte stark mit dem Dominanzindex der Mikrobiota und der relativen Häufigkeit der dominanten Massilia OTU. Diese Studie zeigt die unterschiedliche Reaktion der bakteriellen Rhizosphären- und Endorhiza-Mikrobiota der Gerste auf verschiedene Phosphatquellen im Boden und liefert damit Einblicke in diesen weitgehend unbekannten Aspekt der Bodenmikrobiomökologie und der Pflanzen-Mikroben-Interaktionen.

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Was ist Phyllosphäre?

Phyllosphäre sind die oberirdischen Pflanzenteiloberflächen, die Lebensraum für Mikroorganismen bieten. Im Allgemeinen ist Phyllosphäre ein Begriff, der sich auf die Mikroorganismen bezieht, die die Blattoberflächen bewohnen. Aber im tiefsten Sinne bezieht sich dieser Begriff auf die gesamte oberirdische Oberfläche von Pflanzen, die von Mikroorganismen bewohnt werden. Daher gibt es Unterteilungen der Phyllosphäre basierend auf dem Pflanzenteil. Sie sind Kaulosphäre (Stängel), Phylloplane (Blätter), Anthosphäre (Blüten) und Karposphäre (Früchte). Phlyllosphäre wird hauptsächlich von Bakterien, Hefen und Pilzen bewohnt. Ihre Anpassungen an wechselndes Sonnenlicht, Temperatur und Feuchtigkeit sind hoch. Allerdings unterscheiden sich die Populationsdichten der phyllosphärischen Mikroben mit dem Alter des Blattes. Beispielsweise sind in der Nähe des meristematischen Gewebes höhere Populationen zu sehen.

Abbildung 02: Pflanzenmikrobiom

Die Mehrzahl der phyllosphärischen Mikroorganismen zeigt keine direkte Beteiligung am Pflanzenwachstum und an der Funktion. Einige sind jedoch nützlich, während andere pathogen sind. Nützliche Mikroben fördern das Pflanzenwachstum, indem sie Pflanzenwachstumshormone produzieren und die Pflanze vor Krankheitserregern schützen. Darüber hinaus werden pathogene Mikroben, die sich auf der Pflanze befinden, zu einer Ursache für Lebensmittelvergiftungen und die Übertragung von Pflanzenkrankheiten zwischen Pflanzen.


Kartierung von Zitrus-Mikrobiomen, um ihre Geheimnisse zu enthüllen

Amerikanische Phytopathologische Gesellschaft

Aufgrund ihrer Komplexität und mikroskopischen Größenordnung können Pflanzen-Mikroben-Wechselwirkungen ziemlich schwer fassbar sein. Jeder Forscher konzentriert sich auf ein Teil der Interaktion, und es ist schwer, alle Teile zu finden, geschweige denn sie zu einer umfassenden Karte zusammenzusetzen, um die verborgenen Schätze im Pflanzenmikrobiom zu finden. Dies ist der Zweck der Überprüfung, alle Teile aus all den verschiedenen Quellen zu nehmen und sie zu etwas umfassendem zusammenzufügen, das Forscher zu versteckten Hinweisen und neuen Assoziationen führen kann, die die Geheimnisse eines Systems entschlüsseln. Wie bei jeder guten Schatzkarte gibt es immer noch Wissenslücken und der Suchende muss schlau genug sein, diese Lücken zu füllen, um das "X" zu finden die verborgenen Schätze des Pflanzenmikrobioms zu finden.

Yunzheng Zhang, Nian Wang und Kollegen haben kürzlich eine Karte mit dem Titel "The Citrus Microbiome: From Structure and Function to Microbiome Engineering and Beyond" erstellt, die sie in der Phytobiomes Journal. Ihre Karte skizziert die Struktur und potenzielle Funktionen des Pflanzenmikrobioms und wie dieses Wissen uns zu neuen technischen Meisterleistungen und einem besseren Verständnis der verborgenen Schätze des Pflanzenmikrobioms führen kann. Einmal aufgedeckt, können Erkenntnisse über das Mikrobiom den Forschern helfen, widerstandsfähigere Zitruspflanzen anzubauen, die sowohl für sich ändernde Klimata besser geeignet sind als auch besser in der Lage sind, dem Druck von Krankheitserregern zu widerstehen.

Zitrusfrüchte sind eine weltweit bedeutende mehrjährige Obstpflanze, die viele wirtschaftliche und emotionale Verbindungen zur Gesellschaft hat. Es wird in mehr als 140 Ländern angebaut und ist einer Vielzahl von Umwelt- und Krankheitsbelastungen ausgesetzt. Unsere Beziehungen zu Zitrusfrüchten sind vielfältig, aber nicht so vielfältig wie die Beziehung zwischen Zitrusfrüchten und ihrem Mikrobiom. Da wir uns in eine sich ständig destabilisierende Umgebung verlagern, wird es immer wichtiger, diese Wechselwirkungen zu verstehen, um sicherzustellen, dass Zitrusfrüchte in den kommenden Jahren in unserem Leben präsent sein werden.

Nian Wang glaubt, dass "die Nutzung von Zitrus-Mikrobiom-Interaktionen zur Bekämpfung biotischer und abiotischer Stressoren eine Chance bietet, die nachhaltige Zitrusproduktion zu steigern." Um diese Schatzkarte der Zitrus-Mikrobiom-Interaktionen zu erstellen, gründeten Wang und Kollegen 2015 das International Citrus Microbiome Consortium. Ihr Ziel war es, internationale Kooperationen zu bilden, um dieses globale Problem anzugehen. Um die Vor- und Nachteile dieses Ökosystems zu verstehen, musste das Team wissen, welche einzelnen Mikroben die Zitrus-Mikrobiomgemeinschaft bilden und wie die mikrobielle Gemeinschaft in den verschiedenen Nischen der Pflanze funktionieren kann.

Nachdem die Mikroben und einige der Gesamtfunktionen identifiziert wurden, die das Mikrobiom kollektiv ausführt, stellt sich die Frage, wie sie dies tun. Sobald die Forscher das Wer, Was und Wie des Mikrobioms verstanden haben, können sie damit beginnen, neue Mikroben zu entwickeln oder synthetische Gemeinschaften zu entwerfen, die eine bestimmte Funktion erfüllen, die aktuelle Mängel wie Pflanzenproduktion, Ausbreitung von Krankheiten und andere gesundheitliche Beschwerden von Zitrusfrüchten beheben kann. In ihrem Review gehen Zhang, Wang und Kollegen speziell auf die erste Frage ein, indem sie mehrere metagenomische Studien in einem zusammenhängenden Papier kombinieren und selbstbewusst angeben, welche Mikroben das Zitrusmikrobiom in der Rhizosphäre (um die Wurzel), der Rhizoebene (an der Wurzel) bilden, Endorhiza (innerhalb der Wurzel) und Phyllosphäre (Blattoberfläche).

Dieser Aufsatz hebt die umfassende Forschung hervor, die bisher zum Zitrusmikrobiom durchgeführt wurde, und fügt dieses Wissen geschickt zu einer umfassenden Abbildung zusammen. Die Zitrus-Rhizosphären wurden mit Mikroben angereichert, die zur Pyla von . gehören Proteobakterien und Bakteroidetäten, die in anderen Pflanzenrhizosphären üblich ist. Bradyrhizobium und Burkholderia Mikroben waren die dominantesten Gruppen beim Übergang von der Rhizosphäre zur Rhizoebene. Die Endorhiza-Mikrobiombiomasse macht etwa ein Fünftel der Rhizosphärenbiomasse aus und wird dominiert von Proteobakterien, Firmen, und Aktinobakterien, ebenso wie die Phyllosphäre.

Aber die Autoren weisen darauf hin, dass es noch so viel zu lernen und zu entdecken gibt. Zu diesem Zeitpunkt wissen die Forscher nur, welche Mikroben in einem Teil des Gewebes vorhanden sind, was bedeutet, dass noch viel Forschung betrieben werden muss, um die verborgenen Schätze im Zitrusmikrobiom zu erschließen. Mit diesem Wissen ist es an der Zeit, zusätzlich zu den bisher verwendeten DNA-Sequenzierungstechniken Multiomik-Technologien wie Transkriptomik (die Untersuchung von RNA) und Metabolomik (die Untersuchung von Metaboliten) zu integrieren. Es ist eine aufregende Zeit, Pflanzen- oder Agrarwissenschaftler zu sein, weil sie an der Schwelle stehen, neue Technologien zu integrieren, um eine Welt zu verstehen, die wir nicht einmal sehen können: die Welt des Mikrobioms.

"Ich denke, künstliche Intelligenz wird für uns entscheidend sein, um riesige Datenmengen zu gewinnen. In Bezug auf die Nutzung des Mikrobioms denke ich, dass synthetische Gemeinschaften oder Konsortien von Mikroben sowie die CRISPR-vermittelte Genombearbeitung den vielversprechendsten Weg für die Anwendung bieten“, sagte Wang. Ein integriertes Problem dieser Größenordnung mit so vielen beweglichen Teilen erfordert nicht nur ein internationales Konsortium von Spitzenforschern, sondern auch ein stark interdisziplinäres Team, das neben Pflanzenwissenschaftlern, Mikrobiologen und Pflanzenpathologen auch Experten aus den Bereichen Bioinformatik, Gartenbau und Informatik. Nur zusammen kann diese Crew von Wissenschaftlern die fehlenden Teile der Karte zusammensetzen und die Schätze im Zitrusmikrobiom freischalten, bevor es zu spät ist.

- Diese Pressemitteilung wurde von der American Phytopathological Society zur Verfügung gestellt. Es wurde für Stil bearbeitet


Schlussfolgerungen

Hier präsentieren wir die erste umfassende Charakterisierung der Dynamik von Protisten und der Gemeinschaft in der Rhizosphäre von Pflanzen, während sie in einem groß angelegten Feldexperiment an mehreren Standorten verschiedene phänologische Stadien durchlaufen. Wir zeigen, dass Umweltfilterung eine dominante Determinante der Eigenschaften von Protistengemeinschaften ist. Unsere Ergebnisse liefern auch Beweise dafür, dass die Kontrolle der Pflanzen über die physikalisch-chemische Umgebung auf Rhizosphärenebene und wahrscheinlich die wohlbekannte Regulierung wurzelassoziierter Bakteriengemeinschaften kritische Triebkräfte für die Zusammensetzung und Dynamik von Protistengemeinschaften sind. Basierend auf diesen Ergebnissen und unter Berücksichtigung der wohlbekannten Wirkung von Rhizodepositionen auf Bakterien- und Pilzgemeinschaften stellen wir die folgenden Mechanismen für den Zusammenbau von Protistengemeinschaften in der Rhizosphäre vor: Wenn die Pflanze in den Boden eindringt, selektiert sie nach spezifischen Bakteriengemeinschaften, indem sie physikalisch-chemische Bedingungen durch Wurzelexsudate und andere Rhizodepositionen. Diese pflanzengefilterten mikrobiellen Populationen fördern Protistenpopulationen, die in Richtung der Rhizosphäre wandern. Es ist bekannt, dass sich Bakterien- und Pilzpopulationen mit der Entwicklung der Pflanze ändern, und diese Veränderungen können zu einer Abfolge von Protistengemeinschaften in der Rhizosphäre führen. Schließlich verliert die Pflanze während der Seneszenz ihre Kontrolle über ihre mikrobiellen Populationen (möglicherweise aufgrund eines Rückgangs der Wurzelexsudation), was sich in weniger komplexen und dichten Protistennetzwerken niederschlägt. Zukünftige Studien, die Datensätze aus verschiedenen trophischen Ebenen kombinieren oder sich auf die Rekonstruktion der trophischen Komplexität in der Rhizosphäre stützen, können helfen, die Mechanismen aufzuklären, die die länderübergreifende Gemeinschaft im Rhizosphären-Mikrobiom vermitteln. Da Protisten einen wichtigen Beitrag zur Verfügbarkeit von Pflanzennährstoffen und zur Zusammensetzung und Häufigkeit von Bakteriengemeinschaften leisten, ist die Kartierung und das Verständnis ihrer Muster im Rhizosphärenboden grundlegend für das Verständnis der Ökologie des Wurzel-Mikroben-Boden-Systems.


Gemeinschaftsstruktur und Diversität der Mikrobiome zweier Mikrohabitate an der Wurzel-Boden-Grenzfläche: Implikationen der Metaanalyse der mikrobiellen Gemeinschaften der Wurzelzone und der Wurzel-Endosphäre in Xiong'an New Area

Die Vielfalt der mikrobiellen Zusammensetzungen des Wurzelzonenbodens (der die Rhizosphäre umgebende Boden) und der Wurzelendosphäre (alle inneren Wurzelgewebe) von Pinus tabulaeformis Karr. und Ginkgo biloba L. wurden in Xiong'an New Area mittels Hochdurchsatz-Sequenzierung evaluiert. Der Einfluss der bodenedaphischen Parameter auf die Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft wurde ebenfalls evaluiert. Unsere Ergebnisse zeigten, dass sowohl die taxonomische als auch die phylogenetische Diversität der Wurzelendosphäre geringer war als die des Wurzelzonenbodens, aber die Variation in der mikrobiellen Gemeinschaftsstruktur der Endosphäre war bemerkenswert höher als die des Wurzelzonenbodens. Die Spearman-Korrelationsanalyse zeigte, dass die organische Bodensubstanz, Gesamtstickstoff, Gesamtphosphat, Gesamtkalium, das Verhältnis von Kohlenstoff zu Stickstoff und der pH-Wert die α-Diversität der Bakteriengemeinschaft signifikant erklärten und dass der Gesamtstickstoff differenziell zur α-Diversität der Pilzgemeinschaft. Die Variationspartitionierungsanalyse zeigte, dass Pflanzenarten einen größeren Einfluss auf die Variationen der mikrobiellen Zusammensetzung hatten als jede andere Bodeneigenschaft, obwohl bodenchemische Parameter mehr Variation erklärten, wenn sie integriert wurden. Zusammengenommen legen unsere Ergebnisse nahe, dass sowohl Pflanzenarten als auch bodenchemische Parameter eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zusammensetzung der mikrobiellen Gemeinschaft spielten.

Schlüsselwörter: Ginkgo biloba Pinus tabulaeformis analysieren kulturunabhängig kulturunabhängige Analyse Endosphère racinaire Wurzel Endosphäre Wurzelzone Boden Sol de la Zone racinaire.


Schlussfolgerungen

Mit einer ganzheitlichen Mikrobiom-Untersuchung von Bakterien, Pilzen und Protisten in der Rhizosphäre über das Pflanzenwachstum hinweg zeigen wir, dass Protisten neben Bakterien als Schlüsselindikatoren für die Vorhersage der Pflanzengesundheit dienen. Insbesondere die Zusammensetzung der Gemeinschaft von phagotrophen Protisten während der Pflanzenbildung kann die spätere Pflanzenleistung in Gegenwart von Krankheitserregern vorhersagen. Diese Protisten könnten in der Tat Pflanzen schützen, indem sie sich direkt vom Pathogen ernähren und durch Prädation induzierte Verschiebungen in der taxonomischen und funktionellen Zusammensetzung von Bakterien. Diese Ergebnisse sind vielversprechend für die Entwicklung maßgeschneiderter Systeme zur Vorhersage der Pflanzenleistung basierend auf Protistangemeinschaften, bevor eine Nutzpflanze angebaut wird. Darüber hinaus weisen unsere Ergebnisse auf ein Potenzial für gezieltes Mikrobiom-Engineering hin, um die Pflanzenleistung durch den Einsatz wichtiger Mikrobiom-Prädatoren: Protisten zu steigern. Dies würde uns dem Heiligen Gral näher bringen, um eine nachhaltigere, pestizidreduzierte Landwirtschaft zu erreichen.


Die Duplikation des gesamten Genoms und der Wirtsgenotyp beeinflussen die mikrobiellen Gemeinschaften der Rhizosphäre in Arabidopsis thaliana

Die Zusammensetzung komplexer mikrobieller Gemeinschaften, die in Verbindung mit Pflanzen vorkommen, wird teilweise vom Genotyp des Wirts beeinflusst. Die hervorstechende genetische Architektur ist jedoch oft unbekannt. Genomduplikationsereignisse sind in der Evolutionsgeschichte von Pflanzen üblich, beeinflussen viele wichtige unterschiedliche Pflanzenmerkmale und können assoziierte mikrobielle Gemeinschaften beeinflussen. Anhand von Genotypen mit experimentell induzierter Whole Genome Duplication (WGD) testeten wir die Wirkung von WGD auf die Bakteriengemeinschaften der Rhizosphäre in Arabidopsis thaliana. Insbesondere führten wir eine 16s rRNA-Amplikon-Sequenzierung durch, um Unterschiede zwischen Mikrobiomen zu charakterisieren, die mit spezifischen Wirtsgenotypen (Columbia vs. Landsberg) und Ploidiestufen (diploid vs. tetraploid). Wir modellierten die Häufigkeiten einzelner bakterieller Taxa unter Verwendung eines hierarchischen Bayesschen Rahmens, basierend auf der Dirichlet- und Multinomialverteilung. Wir fanden heraus, dass der Genotyp des Wirts und das Ploidieniveau des Wirts die Zusammensetzung der Rhizosphärengemeinschaft beeinflussten. Darüber hinaus unterschied sich das Mikrobiom des tetraploiden Columbia-Genotyps von dem anderer Wirtsgenotypen. Anschließend testeten wir, inwieweit Mikrobiome, die von einem bestimmten Wirtsgenotyp oder Ploidiegrad stammen, die Pflanzenleistung beeinflussten, indem wir sterile Sämlinge jedes Genotyps mit mikrobiellen Gemeinschaften einer vorherigen Generation unter Verwendung eines vollständigen faktoriellen Designs beimpften. Wir fanden einen negativen Effekt des tetraploiden Columbia-Mikrobioms auf das Wachstum aller vier Pflanzengenotypen. Die Ergebnisse legen nahe, dass, während sowohl der Wirtsgenotyp als auch die Ploidie den Zusammenbau von mikrobiellen Gemeinschaften beeinflussen, Bakteriengemeinschaften, die nur in Verbindung mit einigen Wirtsgenotypen gefunden werden, das Wachstum nachfolgender Pflanzengenerationen beeinflussen können.


Rhizosphärenmikroben und Wirtspflanzengenotyp beeinflussen das Pflanzenmetabolom und reduzieren die Herbivorie durch Insekten

Rhizosphären-Mikroben beeinflussen die Pflanzenleistung, einschließlich der Pflanzenresistenz gegen Insekten-Herbivoren, aber der relative Einfluss von Rhizosphären-Mikroben vs. Pflanzengenotyp auf herbivorer Ebene und auf Metaboliten im Zusammenhang mit der Abwehr bleibt unklar.

In Boechera strikta, testeten wir die Auswirkungen von Rhizosphärenmikroben und Pflanzengenotypen auf die Resistenz von Pflanzenfressern, das primäre Metabolom und ausgewählte sekundäre Metaboliten.

Pflanzenpopulationen unterschieden sich signifikant in den Konzentrationen von 6 Glucosinolaten (GLS), sekundären Metaboliten, von denen bekannt ist, dass sie Pflanzenfresserresistenz in den Brassicaceae verleihen, und die Population mit niedrigeren GLS-Werten

60 % höhere Blattlauskonzentrationen (Aphis spp.) Befall wurde keine Wirkung von GLS auf Schäden durch einen zweiten Pflanzenfresser, Flohkäfer (Altica spp.). Rhizosphären-Mikrobiom (intakt) vs. gestört) hatte keinen Einfluss auf die GLS-Konzentrationen in Pflanzen. Blattlauszahl und Flohkäferschaden waren jedoch jeweils

3-fach und 7-fach höher bei Pflanzen, die in der Behandlung mit gestörtem Rhizosphären-Mikrobiom gezüchtet wurden, und verschiedene (wie aus der 16s-rRNA-Amplikon-Sequenzierung geschätzte) intakte native Mikrobiome unterschieden sich auch in ihren Wirkungen auf Schäden durch Pflanzenfresser. Diese Unterschiede können auf Verschiebungen in den primären Stoffwechselwegen zurückzuführen sein.

Die Ergebnisse legen nahe, dass Rhizosphärenmikroben bei der Abwehr von Insekten-Herbivoren eine größere Rolle spielen können als der Pflanzengenotyp und durch Mechanismen unabhängig vom Pflanzengenotyp agieren können.


Schau das Video: Rhizosphere (Kann 2022).