Published January 27, 2023 | Version v1
Publication Open

Plant beneficial bacterium promotes plant growth by altering social networks of bacteria in the rhizosphere

Creators

  • 1. Nanjing Agricultural University
  • 2. University of Ljubljana
  • 3. Institute of Agricultural Resources and Regional Planning
  • 4. Chinese Academy of Agricultural Sciences

Description

Abstract Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR) represent a green solution to emerging food production challenges but the knowledge of their role in shaping phylogenetic and social relationships of bacterial rhizosphere community is lacking. We here address this gap in knowledge by following effects of Bacillus velezensis SQR9, the commercially important PGP rhizobacterium, on rhizosphere community focusing on Bacillus species. Results show that SQR9 dramatically shifts phylogenetic and social relationships in the rhizosphere enriching moderately related and swarming compatible Bacillus species with decreased carbon resource niche overlap. By combining Bacillus isolates from the SQR9 treated rhizosphere with SQR9 into multispecies consortia we confirm in hydroponic systems and soil experiments that relatedness-based sociality and competition for carbon resources represent fundamental knowledge for the intelligent design of efficient PGP consortia. The work contributes toward sustainable agriculture by providing the first insight in PGPR's sociality effects in the rhizosphere and their importance for PGP consortia design.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تمثل البكتيريا الجذرية المعززة لنمو النبات (PGPR) حلاً أخضر لتحديات إنتاج الغذاء الناشئة، لكن المعرفة بدورها في تشكيل العلاقات الوراثية والاجتماعية لمجتمع الجذور البكتيرية غير موجودة. نحن هنا نعالج هذه الفجوة في المعرفة من خلال متابعة تأثيرات عصية فيليزينسيس SQR9، وهي جراثيم PGP ذات الأهمية التجارية، على مجتمع الجذور مع التركيز على أنواع العصيات. تظهر النتائج أن SQR9 يغير بشكل كبير العلاقات الوراثية والاجتماعية في غلاف الجذر مما يثري أجناس العصيات المتوافقة ذات الصلة بشكل معتدل مع انخفاض تداخل الموارد الكربونية. من خلال الجمع بين عزلات العصيات من غلاف الجذر المعالج SQR9 مع SQR9 في اتحادات متعددة الأنواع، فإننا نؤكد في الأنظمة المائية وتجارب التربة أن العلاقات الاجتماعية القائمة على الترابط والمنافسة على موارد الكربون تمثل المعرفة الأساسية للتصميم الذكي لاتحادات PGP الفعالة. يساهم العمل في الزراعة المستدامة من خلال توفير أول نظرة ثاقبة لتأثيرات PGPR الاجتماعية في غلاف الجذر وأهميتها لتصميم اتحادات PGP.

Translated Description (French)

Résumé Les rhizobactéries favorisant la croissance des plantes (PGPR) représentent une solution verte aux défis émergents de la production alimentaire, mais la connaissance de leur rôle dans la formation des relations phylogénétiques et sociales de la communauté de la rhizosphère bactérienne fait défaut. Nous comblons ici cette lacune dans les connaissances en suivant les effets de Bacillus velezensis SQR9, la rhizobactérie PGP d'importance commerciale, sur la communauté de la rhizosphère en nous concentrant sur les espèces de Bacillus. Les résultats montrent que SQR9 modifie considérablement les relations phylogénétiques et sociales dans la rhizosphère en enrichissant les espèces de Bacillus modérément apparentées et compatibles à l'essaimage avec une diminution du chevauchement des niches de ressources en carbone. En combinant des isolats de Bacillus de la rhizosphère traitée par SQR9 avec SQR9 dans des consortiums multi-espèces, nous confirmons dans les systèmes hydroponiques et les expériences sur les sols que la socialité basée sur la parenté et la concurrence pour les ressources en carbone représentent des connaissances fondamentales pour la conception intelligente de consortiums PGP efficaces. Le travail contribue à l'agriculture durable en fournissant le premier aperçu des effets de socialité de PGPR dans la rhizosphère et de leur importance pour la conception de consortiums PGP.

Translated Description (Spanish)

Resumen Las rizobacterias promotoras del crecimiento vegetal (PGPR) representan una solución verde a los desafíos emergentes de la producción de alimentos, pero falta el conocimiento de su papel en la configuración de las relaciones filogenéticas y sociales de la comunidad de la rizosfera bacteriana. Aquí abordamos esta brecha en el conocimiento siguiendo los efectos de Bacillus velezensis SQR9, la rizobacteria PGP comercialmente importante, en la comunidad de la rizosfera que se centra en las especies de Bacillus. Los resultados muestran que SQR9 cambia drásticamente las relaciones filogenéticas y sociales en la rizosfera enriqueciendo las especies de Bacillus moderadamente relacionadas y compatibles con el enjambre con una menor superposición de nichos de recursos de carbono. Al combinar aislados de Bacillus de la rizosfera tratada con SQR9 con SQR9 en consorcios multiespecies, confirmamos en sistemas hidropónicos y experimentos de suelo que la socialidad basada en la relación y la competencia por los recursos de carbono representan un conocimiento fundamental para el diseño inteligente de consorcios PGP eficientes. El trabajo contribuye a la agricultura sostenible al proporcionar la primera visión de los efectos sociales de PGPR en la rizosfera y su importancia para el diseño de consorcios de PGP.

Files

latest.pdf.pdf

Files (2.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:904a4e2a2dd23ea5afbfa0fc3476d4bd
2.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تعزز البكتيريا المفيدة للنبات نمو النبات عن طريق تغيير الشبكات الاجتماعية للبكتيريا في غلاف الجذر
Translated title (French)
La bactérie bénéfique pour les plantes favorise la croissance des plantes en modifiant les réseaux sociaux de bactéries dans la rhizosphère
Translated title (Spanish)
Las bacterias beneficiosas para las plantas promueven el crecimiento de las plantas al alterar las redes sociales de bacterias en la rizosfera

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4318309329
DOI
10.21203/rs.3.rs-2491444/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W992097259 (Other)
https://openalex.org/W4388365024 (Other)
https://openalex.org/W4235107612 (Other)
https://openalex.org/W2953733494 (Other)
https://openalex.org/W2375749733 (Other)
https://openalex.org/W2367174479 (Other)
https://openalex.org/W2364801332 (Other)
https://openalex.org/W2354066859 (Other)
https://openalex.org/W2094369051 (Other)
https://openalex.org/W2085190769 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1791284519
  • https://openalex.org/W1969715825
  • https://openalex.org/W1993444065
  • https://openalex.org/W2004118649
  • https://openalex.org/W2017387862
  • https://openalex.org/W2024814250
  • https://openalex.org/W2029733813
  • https://openalex.org/W2036227019
  • https://openalex.org/W2043103313
  • https://openalex.org/W2050329792
  • https://openalex.org/W2058096782
  • https://openalex.org/W2065515375
  • https://openalex.org/W2072777297
  • https://openalex.org/W2102471114
  • https://openalex.org/W2109151729
  • https://openalex.org/W2124909890
  • https://openalex.org/W2154978995
  • https://openalex.org/W2160440240
  • https://openalex.org/W2162885108
  • https://openalex.org/W2163056825
  • https://openalex.org/W2277281665
  • https://openalex.org/W2328522013
  • https://openalex.org/W2469573812
  • https://openalex.org/W2523459214
  • https://openalex.org/W2564018102
  • https://openalex.org/W2625367954
  • https://openalex.org/W2724369036
  • https://openalex.org/W2795239381
  • https://openalex.org/W2801691667
  • https://openalex.org/W2809425738
  • https://openalex.org/W2809454424
  • https://openalex.org/W2892170270
  • https://openalex.org/W2894930007
  • https://openalex.org/W2928984843
  • https://openalex.org/W2941438333
  • https://openalex.org/W2945362263
  • https://openalex.org/W2946455253
  • https://openalex.org/W2969846994
  • https://openalex.org/W2982665911
  • https://openalex.org/W2986009583
  • https://openalex.org/W3016944732
  • https://openalex.org/W3048805481
  • https://openalex.org/W3088954923
  • https://openalex.org/W3089633091
  • https://openalex.org/W3126172371
  • https://openalex.org/W3169533949
  • https://openalex.org/W3204157072
  • https://openalex.org/W3207751880
  • https://openalex.org/W4210952282
  • https://openalex.org/W4240085660
  • https://openalex.org/W4295279684
  • https://openalex.org/W4307430759
  • https://openalex.org/W634197672