Географические и видоспецифичные детерминанты формирования микробиома ризосферы в диких популяциях.
Geographic and species-specific determinants of rhizosphere microbiome assembly inwild populations.
Carlos Javier Tejada, Sebastián Escobar Parra, Alejandro Caro-Quintero
Аннотация (перевод)
Ассоциированный с корнями микробиом является фундаментальным компонентом эволюционного успеха растений. Одомашнивание привело к потере микробного разнообразия, ассоциированного с корнями растений. Изучение этих взаимоотношений между растениями и микробиомом в естественных экосистемах углубляет наше понимание их исходной динамики. Мы охарактеризовали бактериальные и грибные сообщества в ризосфере и основной массе почвы диких популяций в двух контрастных регионах Колумбии: Амазонии (Caquetá и Putumayo) и Тихоокеанском регионе (Chocó). Используя секвенирование ампликонов 16S rRNA и ITS2, мы обнаружили, что вид хозяина структурировал бактериальные сообщества, в то время как география определяла структуру сообществ грибов. Ризосферы кластеризовались вместе на расстоянии разделения >500 km, демонстрируя более сильную фильтрацию хозяином, чем у диких сородичей из идентичных локаций. Эти сообщества были характерно обогащены таксонами, участвующими в круговороте азота (Nitrosomonadaceae,, and), идентифицированными как ключевые виды. Функциональное прогнозирование показало выраженное обогащение генами денитрификации и фиксации азота в ризосферах. Мы предполагаем, что корни создают пространственную компартментализацию процессов превращения азота за счет потребления кислорода и радиальной потери кислорода, формируя бескислородные микросайты в пределах миллиметров от поверхности корней, где азотфиксаторы сосуществуют с нитрификаторами и денитрификаторами. Эти паттерны отличают от диких сородичей и свидетельствуют об эволюционном совершенствовании стратегий привлечения микроорганизмов.
Оригинальная аннотация
Root-associated microbiome is a fundamental component of plant evolutionary success. Domestication has led to a loss of microbial diversity associated with plant roots. Studying this plant-microbiome relationship in natural ecosystems enhances our understanding of its original dynamics. We characterized bacterial and fungal communities in the rhizosphere and bulk soil of wildandpopulations across two contrasting Colombian regions: the Amazon (Caquetá and Putumayo) and the Pacific (Chocó). Using 16S rRNA and ITS2 amplicon sequencing, we found that host species structured bacterial communities, while geography shaped fungal assemblages.rhizospheres clustered together across >500 km of separation, demonstrating stronger host filtering than wild congeners from identical locations. These communities were distinctively enriched with nitrogen-cycling taxa (Nitrosomonadaceae,, and) identified as keystone species. Functional predictions showed pronounced enrichment of denitrification and nitrogen fixation genes inrhizospheres. We proposeroots create spatial compartmentalization of nitrogen processes through oxygen consumption and radial oxygen loss, generating anoxic microsites within millimeters of root surfaces where nitrogen-fixers coexist with nitrifiers and denitrifiers. These patterns distinguishfrom wild relatives and suggest evolutionary refinement of microbial recruitment strategies.
Идентификаторы
Canonical: https://research.holos.house/w/26fcd1bb-afcb-457a-b034-46f650094f87
DOI: 10.1093/ismeco/ycag030