The Rhizosphere Microbiome of Mikania micrantha Provides Insight Into Adaptation and Invasion
Creators
- 1. Agricultural Genomics Institute at Shenzhen
- 2. Chinese Academy of Agricultural Sciences
- 3. South China Agricultural University
Description
Mikania micrantha is a noxious invasive plant causing enormous economic losses and ecological damage. Soil microbiome plays an important role in the invasion process of M. micrantha, while little is known about its rhizosphere microbiome composition and function. In this study, we identified the distinct rhizosphere microbial communities of M. micrantha, by comparing them with those of two coexisting native plants (Polygonum chinense and Paederia scandens) and the bulk soils, using metagenomics data from field sampling and pot experiment. As a result, the enrichment of phosphorus-solubilizing bacteria Pseudomonas and Enterobacter was consistent with the increased soil available phosphorus in M. micrantha rhizosphere. Furthermore, the pathogens of Fusarium oxysporum and Ralstonia solanacearum and pathogenic genes of type III secretion system (T3SS) were observed to be less abundant in M. micrantha rhizosphere, which might be attributed to the enrichment of biocontrol bacteria Catenulispora, Pseudomonas, and Candidatus Entotheonella and polyketide synthase (PKS) genes involved in synthesizing antibiotics and polyketides to inhibit pathogens. These findings collectively suggested that the enrichment of microbes involved in nutrient acquisition and pathogen suppression in the rhizosphere of M. micrantha largely enhances its adaptation and invasion to various environments.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
ميكانيا ميكرانثا هي نبات غازي ضار يتسبب في خسائر اقتصادية هائلة وأضرار بيئية. يلعب ميكروبيوم التربة دورًا مهمًا في عملية غزو M. micrantha، في حين لا يُعرف سوى القليل عن تكوين الميكروبيوم في الغلاف الجذر ووظيفته. في هذه الدراسة، حددنا المجتمعات الميكروبية المميزة للغلاف الجذري لـ M. micrantha، من خلال مقارنتها بمجتمعات نباتين أصليين متعايشين (Polygonum chinense و Pederia scandens) والتربة السائبة، باستخدام بيانات الميتاجينوميات من أخذ العينات الميدانية وتجربة الأواني. نتيجة لذلك، كان إثراء البكتيريا المذيبة للفوسفور الزائفة والأمعائية متسقًا مع زيادة الفوسفور المتوفر في التربة في M. Micrantha rhizosphere. علاوة على ذلك، لوحظ أن مسببات الأمراض من أبواغ المغزلية و رالستونيا سولاناسياروم والجينات المسببة للأمراض من نظام إفراز النوع الثالث (T3SS) أقل وفرة في M. ميكرانثا رايزوسفير، والتي قد تعزى إلى إثراء بكتيريا المكافحة الحيوية كاتينوليسبورا، الزائفة، و كانديداتوس إنتوثونيلا وجينات سينثاز البولي كيتيد (PKS) المشاركة في توليف المضادات الحيوية والبولي كيتيدات لتثبيط مسببات الأمراض. اقترحت هذه النتائج بشكل جماعي أن إثراء الميكروبات المشاركة في الحصول على المغذيات وقمع مسببات الأمراض في غلاف الجذر في M. micrantha يعزز إلى حد كبير تكيفها وغزوها لبيئات مختلفة.Translated Description (French)
Mikania micrantha est une plante envahissante nocive causant d'énormes pertes économiques et des dommages écologiques. Le microbiome du sol joue un rôle important dans le processus d'invasion de M. micrantha, alors que l'on sait peu de choses sur sa composition et sa fonction dans la rhizosphère. Dans cette étude, nous avons identifié les communautés microbiennes distinctes de la rhizosphère de M. micrantha, en les comparant avec celles de deux plantes indigènes coexistantes (Polygonum chinense et Paederia scandens) et les sols en vrac, en utilisant les données métagénomiques de l'échantillonnage sur le terrain et de l'expérience en pot. En conséquence, l'enrichissement des bactéries de solubilisation du phosphore Pseudomonas et Enterobacter était compatible avec l'augmentation du phosphore disponible dans le sol dans la rhizosphère de M. micrantha. De plus, les agents pathogènes de Fusarium oxysporum et Ralstonia solanacearum et les gènes pathogènes du système de sécrétion de type III (T3SS) ont été observés moins abondants dans la rhizosphère de M. micrantha, ce qui pourrait être attribué à l'enrichissement des gènes Catenulispora, Pseudomonas et Candidatus Entotheonella et polyketide synthase (PKS) impliqués dans la synthèse des antibiotiques et des polyketides pour inhiber les agents pathogènes. Ces résultats suggèrent collectivement que l'enrichissement des microbes impliqués dans l'acquisition des nutriments et la suppression des agents pathogènes dans la rhizosphère de M. micrantha améliore largement son adaptation et son invasion dans divers environnements.Translated Description (Spanish)
Mikania micrantha es una planta invasora nociva que causa enormes pérdidas económicas y daños ecológicos. El microbioma del suelo desempeña un papel importante en el proceso de invasión de M. micrantha, mientras que se sabe poco sobre la composición y función de su microbioma de la rizosfera. En este estudio, identificamos las distintas comunidades microbianas de la rizosfera de M. micrantha, comparándolas con las de dos plantas nativas coexistentes (Polygonum chinense y Paederia scandens) y los suelos a granel, utilizando datos metagenómicos de muestreo de campo y experimento en maceta. Como resultado, el enriquecimiento de las bacterias solubilizantes de fósforo Pseudomonas y Enterobacter fue consistente con el aumento de fósforo disponible en el suelo en la rizosfera de M. micrantha. Además, se observó que los patógenos de Fusarium oxysporum y Ralstonia solanacearum y los genes patógenos del sistema de secreción tipo III (T3SS) eran menos abundantes en la rizosfera de M. micrantha, lo que podría atribuirse al enriquecimiento de las bacterias de biocontrol Catenulispora, Pseudomonas y Candidatus Entotheonella y los genes de la policétido sintasa (PKS) involucrados en la síntesis de antibióticos y policétidos para inhibir los patógenos. Estos hallazgos sugirieron colectivamente que el enriquecimiento de microbios involucrados en la adquisición de nutrientes y la supresión de patógenos en la rizosfera de M. micrantha mejora en gran medida su adaptación e invasión a diversos entornos.Files
pdf.pdf
Files
(2.6 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:04df47db02b4f83c97c5e1f26aa4195d
|
2.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- يوفر ميكروبيوم ريزوسفير في ميكانيا ميكرانثا نظرة ثاقبة على التكيف والغزو
- Translated title (French)
- Le microbiome de la rhizosphère de Mikania micrantha fournit un aperçu de l'adaptation et de l'invasion
- Translated title (Spanish)
- El microbioma de la rizosfera de Mikania micrantha proporciona información sobre la adaptación y la invasión
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3038951475
- DOI
- 10.3389/fmicb.2020.01462
References
- https://openalex.org/W1529623398
- https://openalex.org/W1964435087
- https://openalex.org/W1972788645
- https://openalex.org/W1987803041
- https://openalex.org/W1992532486
- https://openalex.org/W2003289887
- https://openalex.org/W2006646880
- https://openalex.org/W2009941303
- https://openalex.org/W2012986022
- https://openalex.org/W2017387862
- https://openalex.org/W2045204781
- https://openalex.org/W2054600557
- https://openalex.org/W2054999205
- https://openalex.org/W2066760474
- https://openalex.org/W2067881605
- https://openalex.org/W2071248030
- https://openalex.org/W2074856830
- https://openalex.org/W2091588254
- https://openalex.org/W2093620743
- https://openalex.org/W2093774931
- https://openalex.org/W2102471114
- https://openalex.org/W2103441770
- https://openalex.org/W2110328754
- https://openalex.org/W2116160740
- https://openalex.org/W2118269781
- https://openalex.org/W2120684664
- https://openalex.org/W2122655832
- https://openalex.org/W2123388186
- https://openalex.org/W2123465761
- https://openalex.org/W2125337277
- https://openalex.org/W2125963417
- https://openalex.org/W2127953708
- https://openalex.org/W2135697951
- https://openalex.org/W2136963235
- https://openalex.org/W2142237411
- https://openalex.org/W2150484441
- https://openalex.org/W2151062423
- https://openalex.org/W2165369220
- https://openalex.org/W2166668753
- https://openalex.org/W2189433606
- https://openalex.org/W2274426048
- https://openalex.org/W2309947385
- https://openalex.org/W2325561486
- https://openalex.org/W2370507286
- https://openalex.org/W2400620834
- https://openalex.org/W2407836164
- https://openalex.org/W2489130837
- https://openalex.org/W2511042500
- https://openalex.org/W2517322356
- https://openalex.org/W2575236649
- https://openalex.org/W2617086638
- https://openalex.org/W2621263386
- https://openalex.org/W2728998592
- https://openalex.org/W2786739900
- https://openalex.org/W2799497295
- https://openalex.org/W2885991906
- https://openalex.org/W2888233378
- https://openalex.org/W2891509205
- https://openalex.org/W2898531023
- https://openalex.org/W2899118607
- https://openalex.org/W2902769857
- https://openalex.org/W2920487022
- https://openalex.org/W2924921017
- https://openalex.org/W2941991457
- https://openalex.org/W2943548435
- https://openalex.org/W2943667167
- https://openalex.org/W2948610667
- https://openalex.org/W2949819886
- https://openalex.org/W2981842693
- https://openalex.org/W2990257354
- https://openalex.org/W2990929900
- https://openalex.org/W2991380920
- https://openalex.org/W2995369098
- https://openalex.org/W2998800560
- https://openalex.org/W3099231415
- https://openalex.org/W375405912