Mycorrhiza | Rhizophagus irregularis与细菌和真菌种子内生菌对白三叶植物-土壤反馈的对比研究

文摘   2023-05-15 00:55   甘肃  

Information

题目:

Contrasting effects of Rhizophagus irregularis versus bacterial and fungal seed endophytes on Trifolium repens plant-soil feedback

通讯作者:

Mohamed Idbella

地址:

1. Faculty of Sciences and Techniques, Hassan II University, Casablanca, Morocco 

2. Department of Agricultural Sciences, University of Naples Federico II, via Università 100, 80055 Portici, NA, Italy


Abstract

 
在植物-土壤反馈中,植物与土壤的相互作用通过改变土壤条件来影响植物-植物相互作用和群落组成,其中相关微生物具有最关键的作用。丛枝菌根真菌( AMF )和微生物种子内生菌都被证明可以直接或间接地影响土壤的生物或非生物特性,从而影响后续的植物生长和群落结构。然而,关于植物内生菌群落如何单独或与AMF相互作用影响植物-土壤反馈过程的研究还很少。在本研究中,我们通过一个控制性试验,研究了无内生植物和有内生植物的三叶草在土壤中生长的行为,这些土壤之前被同种的无内生植物和有内生植物所驯化,并接种或不接种Rhizophagus irregularis。此外,我们通过高通量测序直接从种子内部组织中鉴定微生物内生菌,比较种子真菌和细菌内生菌组成。结果表明,种子内生菌和AMF同时存在对植物行为的影响取决于植物在适应和响应阶段的内生状态,即种子内生菌的存在或不存在。种子真菌内生菌产生了强烈的同种负反馈,而种子细菌内生菌证明了负反馈到正反馈的转变。此外,两种种子内生菌与AMF的同时存在可能产生或扩大植物-土壤负反馈效应。我们的研究结果表明,种子和根系共生体可以在建立同种植物-土壤反馈中发挥重要作用


Result

 

Figure 1. Representative schema of the two phases of the experimental design: The conditioning of the soil by endophyte and endophytefree seeds with or without inoculation of the arbuscular mycorrhizal fungus (AMF− and AMF+ , respectively).

Figure 2. Relative abundance of bacterial (a) and fungal (b) endophytes inside the tissues of Trifolium repens conditioning seeds.


Figure 3. Average of total biomass (g. plant − 1) of response endophytefree and endophyte-associated Trifolium repens plants.


Fifure 4. Number of rhizobia nodules of endophyte-free and endophyteassociated Trifolium repens plants.

Figure 5. Feedback effect of endophyte-free.


Conclusion

 
我们的研究证明了种子微生物组在决定植物-土壤反馈方向中的作用。虽然种子真菌内生菌产生了强烈的同种负反馈,但种子细菌内生菌证明了负反馈到正反馈的转变。此外,两种种子内生菌与AM真菌的同时存在产生了植物土壤负反馈。据我们所知,这是首次研究种子细菌内生菌在同种植物-土壤反馈中的作用,并证明AMF完全逆转了细菌内生菌相关植物反馈效应的方向。此外,高通量测序表明,种子真菌内生菌产生的植物-土壤负反馈可能是由于种子中存在大量的病原菌,这些病原菌很可能已经进入土壤,不受AMF的控制。然而,种子细菌内生菌产生的正反馈是由于PGPR内生菌的大量存在,而它们与AMF的负相互作用则是由于它们与种子真菌内生菌和AMF竞争宿主植物提供的有限有机碳。后续的研究需要更多地了解两种种子内生菌之间的相互作用机制,以及它们与AMF在控制同种植物-土壤反馈过程中的相互作用。



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