Published June 27, 2022
| Version v1
Publication
Open
Genotype-Specific Recruitment of Rhizosphere Bacteria From Sandy Loam Soil for Growth Promotion of Cucumis sativus var. hardwickii
Creators
- 1. Zhengzhou University
- 2. Institute of Vegetables and Flowers
- 3. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 4. Agricultural Genomics Institute at Shenzhen
- 5. Ministry of Agriculture and Rural Affairs
Description
The composition and structure of the rhizosphere microbiome is affected by many factors, including soil type, genotype, and cultivation time of the plant. However, the interaction mechanisms among these factors are largely unclear. We use culture-independent 16S rRNA amplicon sequencing to investigate the rhizosphere bacterial composition and the structure of cultivated cucumber Xintaimici (XT) and wild-type cucumber Cucumis sativus var. hardwickii (HD) in four kinds of soils. We found that soil type, cultivation time, and genotype affected the composition and structure of cucumber rhizosphere bacterial communities. Notably, HD showed better physiological features in sandy soil and sandy loam soil than it did in black soil and farm soil at 50 days post-sowing, which was due to its stronger recruitment ability to Nitrospira, Nocardioides, Bacillus, and Gaiella in sandy soil, and more Tumebacillus, Nitrospira, and Paenibacillus in sandy loam soil. Meanwhile, we also found that HD showed a better recruiting capacity for these bacterial genera than XT in both sandy soil and sandy loam soil. Functional predictions indicated that these bacteria might have had stronger root colonization ability and then promoted the growth of cucumbers by enhancing nitrogen metabolism and active metabolite secretion. In this study, our findings provided a better insight into the relationship between cucumber phenotype, genotype, and the rhizosphere bacterial community, which will offer valuable theoretical references for rhizosphere microbiota studies and its future application in agriculture.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتأثر تكوين وبنية ميكروبيوم الغلاف الجذري بالعديد من العوامل، بما في ذلك نوع التربة والنمط الجيني ووقت زراعة النبات. ومع ذلك، فإن آليات التفاعل بين هذه العوامل غير واضحة إلى حد كبير. نحن نستخدم تسلسل أمبليكون rRNA 16S المستقل عن الثقافة للتحقيق في التركيب البكتيري للغلاف الجذري وبنية الخيار المزروع Xintaimici (XT) والخيار البري Cucumis sativus var. hardwickii (HD) في أربعة أنواع من التربة. وجدنا أن نوع التربة ووقت الزراعة والنمط الجيني يؤثر على تكوين وبنية المجتمعات البكتيرية لجذر الخيار. والجدير بالذكر أن HD أظهرت سمات فسيولوجية أفضل في التربة الرملية والتربة الطميية الرملية مما كانت عليه في التربة السوداء والتربة الزراعية بعد 50 يومًا من البذر، وهو ما يرجع إلى قدرتها الأقوى على تجنيد النيتروسبيرا والنوكارديويدات والعصيات والجايلا في التربة الرملية، والمزيد من العصيات الرملية والنيتروسبيرا والبينيباسيلوس في التربة الطميية الرملية. وفي الوقت نفسه، وجدنا أيضًا أن HD أظهرت قدرة تجنيد أفضل لهذه الأجناس البكتيرية من XT في كل من التربة الرملية والتربة الطميية الرملية. أشارت التنبؤات الوظيفية إلى أن هذه البكتيريا ربما كانت تتمتع بقدرة أقوى على استعمار الجذر ثم عززت نمو الخيار من خلال تعزيز استقلاب النيتروجين وإفراز المستقلب النشط. في هذه الدراسة، قدمت نتائجنا نظرة ثاقبة أفضل للعلاقة بين النمط الظاهري للخيار والنمط الجيني ومجتمع بكتيريا الجذور، والتي ستقدم مراجع نظرية قيمة لدراسات ميكروبات الجذور وتطبيقاتها المستقبلية في الزراعة.Translated Description (French)
La composition et la structure du microbiome de la rhizosphère sont affectées par de nombreux facteurs, notamment le type de sol, le génotype et le temps de culture de la plante. Cependant, les mécanismes d'interaction entre ces facteurs ne sont généralement pas clairs. Nous utilisons le séquençage de l'amplicon de l'ARNr 16S indépendant de la culture pour étudier la composition bactérienne de la rhizosphère et la structure du concombre cultivé Xintaimici (XT) et du concombre de type sauvage Cucumis sativus var. hardwickii (HD) dans quatre types de sols. Nous avons constaté que le type de sol, le temps de culture et le génotype affectaient la composition et la structure des communautés bactériennes de la rhizosphère du concombre. Notamment, HD a montré de meilleures caractéristiques physiologiques dans le sol sablonneux et le sol limoneux sablonneux que dans le sol noir et le sol agricole 50 jours après le semis, ce qui était dû à sa plus forte capacité de recrutement de Nitrospira, Nocardioides, Bacillus et Gaiella dans le sol sablonneux, et plus de Tumebacillus, Nitrospira et Paenibacillus dans le sol limoneux sablonneux. Pendant ce temps, nous avons également constaté que la MH montrait une meilleure capacité de recrutement pour ces genres bactériens que la XT dans les sols sablonneux et les sols limoneux sablonneux. Les prédictions fonctionnelles ont indiqué que ces bactéries auraient pu avoir une capacité de colonisation racinaire plus forte, puis favoriser la croissance des concombres en améliorant le métabolisme de l'azote et la sécrétion active de métabolites. Dans cette étude, nos résultats ont permis de mieux comprendre la relation entre le phénotype, le génotype et la communauté bactérienne de la rhizosphère du concombre, ce qui offrira de précieuses références théoriques pour les études du microbiote de la rhizosphère et son application future en agriculture.Translated Description (Spanish)
La composición y estructura del microbioma de la rizosfera se ve afectada por muchos factores, incluido el tipo de suelo, el genotipo y el tiempo de cultivo de la planta. Sin embargo, los mecanismos de interacción entre estos factores no están muy claros. Utilizamos la secuenciación de amplicones de ARNr 16S independiente del cultivo para investigar la composición bacteriana de la rizosfera y la estructura del pepino cultivado Xintaimici (XT) y el pepino silvestre Cucumis sativus var. hardwickii (HD) en cuatro tipos de suelos. Encontramos que el tipo de suelo, el tiempo de cultivo y el genotipo afectaron la composición y la estructura de las comunidades bacterianas de la rizosfera del pepino. En particular, la HD mostró mejores características fisiológicas en el suelo arenoso y el suelo franco arenoso que en el suelo negro y el suelo agrícola a los 50 días posteriores a la siembra, lo que se debió a su mayor capacidad de reclutamiento de Nitrospira, Nocardioides, Bacillus y Gaiella en el suelo arenoso, y más Tumebacillus, Nitrospira y Paenibacillus en el suelo franco arenoso. Mientras tanto, también encontramos que la HD mostró una mejor capacidad de reclutamiento para estos géneros bacterianos que la XT tanto en suelo arenoso como en suelo franco arenoso. Las predicciones funcionales indicaron que estas bacterias podrían haber tenido una mayor capacidad de colonización de la raíz y luego promovieron el crecimiento de pepinos al mejorar el metabolismo del nitrógeno y la secreción activa de metabolitos. En este estudio, nuestros hallazgos proporcionaron una mejor comprensión de la relación entre el fenotipo, el genotipo y la comunidad bacteriana de la rizosfera del pepino, lo que ofrecerá valiosas referencias teóricas para los estudios de la microbiota de la rizosfera y su futura aplicación en la agricultura.Files
pdf.pdf
Files
(6.1 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:92b74a940fd0653c962c170f6ecd929c
|
6.1 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التجنيد الخاص بالنمط الجيني لبكتيريا الجذور من التربة الطميية الرملية لتعزيز نمو الخيار الساتيفوس فار. هاردويك
- Translated title (French)
- Recrutement spécifique au génotype des bactéries de la rhizosphère à partir du sol limoneux sablonneux pour la promotion de la croissance de Cucumis sativus var. hardwickii
- Translated title (Spanish)
- Reclutamiento específico de genotipo de bacterias de la rizosfera de suelo franco arenoso para la promoción del crecimiento de Cucumis sativus var. hardwickii
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283584792
- DOI
- 10.3389/fmicb.2022.910644
References
- https://openalex.org/W1480172732
- https://openalex.org/W1524456519
- https://openalex.org/W1973831267
- https://openalex.org/W1978709058
- https://openalex.org/W1979777500
- https://openalex.org/W1983629667
- https://openalex.org/W1984008017
- https://openalex.org/W2004213024
- https://openalex.org/W2017387862
- https://openalex.org/W2028561804
- https://openalex.org/W2031611770
- https://openalex.org/W2065834402
- https://openalex.org/W2075306841
- https://openalex.org/W2096531320
- https://openalex.org/W2109613442
- https://openalex.org/W2127774996
- https://openalex.org/W2131919320
- https://openalex.org/W2142785321
- https://openalex.org/W2170276765
- https://openalex.org/W2172087702
- https://openalex.org/W2279625019
- https://openalex.org/W2401404581
- https://openalex.org/W2579118568
- https://openalex.org/W2602663030
- https://openalex.org/W2736428453
- https://openalex.org/W2765377556
- https://openalex.org/W2789431784
- https://openalex.org/W2807194798
- https://openalex.org/W2911770345
- https://openalex.org/W2943667167
- https://openalex.org/W2963276645
- https://openalex.org/W2964072580
- https://openalex.org/W2976689841
- https://openalex.org/W2991284836
- https://openalex.org/W3027820686
- https://openalex.org/W3048805481
- https://openalex.org/W3087090129
- https://openalex.org/W3094271180
- https://openalex.org/W3107632511
- https://openalex.org/W3126286019
- https://openalex.org/W3126430244
- https://openalex.org/W3131505184
- https://openalex.org/W3139839280
- https://openalex.org/W3152969100
- https://openalex.org/W3159793767
- https://openalex.org/W3167782999
- https://openalex.org/W3183929334
- https://openalex.org/W3190902686
- https://openalex.org/W3213732104