Published May 1, 2022
| Version v1
Publication
Open
Specific microbiome signatures under the canopy of Mediterranean shrubs
Creators
- 1. University of Hassan II Casablanca
- 2. Federico II University Hospital
- 3. University of Naples Federico II
- 4. King Saud University
- 5. Mansoura University
Description
Shrub encroachment (SE) is a phenomenon in which grasses and herbaceous vegetation are replaced by woody shrubs. Many previous studies have highlighted the effects of SE on soil respiration rates and nutrient storage, but little is known about impacts on soil microbiota. While previous work considered shrubs to be non-species specific or as a single intervening species, we selected an Ampelodemsos mauritanicus grassland and six coexisting shrubs (i.e. Pistacia lentiscus L., Juniperus phoenicea L., Myrtus communis L., Rosmarinus officinalis L., Olea europaea L., and Euphorbia dendroides L.) to investigate the effects of their encroachment on soil microbiota. We used high-throughput sequencing, coupled with soil chemical analyses and litter using 13C CPMAS NMR spectroscopy. Results showed a strong influence of shrub species on bacterial and fungal community diversity, species richness and overall community composition in the soil. Litter chemistry was dominated by O-alkyl-C, with the highest content in Ampelodesmos and E. dendroides, but richer of aromatic C in P. lentiscus and R. officinalis. Bacterial diversity was highest under J. phoenicea and E. dendroides, while lowest under R. officinalis and grassland. Conversely, fungal diversity was highest under O. europaea and E. dendroides, while lowest under M. communis and grassland. Moreover, soil C and N contents were highest under O. europaea, P. lentiscus and M. communis compared to the other shrub species. In addition, grassland and R. officinalis had the highest Fe content. Structural equation model (SEM) analysis ascertained that the shifts of bacterial and fungal community composition and diversity were closely related with the changes of litter and soil chemical properties. Our results suggest that the individual effect of each shrub on the grassland matrix depends mainly on the chemical properties of the shrub litter, which alters the chemical profile of the soil and, in cascade, shapes the associated microbiota.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
التعدي على الشجيرات (SE) هو ظاهرة يتم فيها استبدال الأعشاب والنباتات العشبية بشجيرات خشبية. سلطت العديد من الدراسات السابقة الضوء على تأثيرات SE على معدلات تنفس التربة وتخزين المغذيات، ولكن لا يُعرف الكثير عن التأثيرات على الكائنات الحية الدقيقة في التربة. في حين أن العمل السابق اعتبر الشجيرات غير محددة الأنواع أو كنوع متداخل واحد، اخترنا الأراضي العشبية Ampelodemsos mauritanicus وستة شجيرات متعايشة (أي Pistacia lentiscus L.، Juniperus phoenicea L.، Myrtus communis L.، Rosmarinus officinalis L.، Olea europaea L.، و Euphorbia dendroides L.) للتحقيق في آثار زحفها على الكائنات الحية الدقيقة في التربة. استخدمنا التسلسل عالي الإنتاجية، إلى جانب التحليلات الكيميائية للتربة والقمامة باستخدام مطياف 13C CPMAS NMR. أظهرت النتائج تأثيرًا قويًا لأنواع الشجيرات على التنوع المجتمعي البكتيري والفطري وثراء الأنواع والتكوين المجتمعي العام في التربة. سيطر O - alkyl - C على كيمياء القمامة، مع أعلى محتوى في Ampelodesmos و E. dendroides، ولكن أكثر ثراءً من C العطرية في P. lentiscus و R. officinalis. كان التنوع البكتيري أعلى تحت J. Phoenicea و E. dendroides، في حين كان أدنى تحت R. officinalis والمراعي. على العكس من ذلك، كان التنوع الفطري أعلى تحت O. europaea و E. dendroides، في حين كان أدنى تحت M. communis والمراعي. علاوة على ذلك، كانت محتويات التربة C و N أعلى تحت O. europaea و P. lentiscus و M. communis مقارنة بأنواع الشجيرات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك، كان للأراضي العشبية و R. officinalis أعلى محتوى من الحديد. أكد تحليل نموذج المعادلة الهيكلية (SEM) أن تحولات تكوين وتنوع المجتمع البكتيري والفطري كانت مرتبطة ارتباطًا وثيقًا بتغيرات الخواص الكيميائية للقمامة والتربة. تشير نتائجنا إلى أن التأثير الفردي لكل شجيرة على مصفوفة المراعي يعتمد بشكل أساسي على الخواص الكيميائية لقمامة الشجيرات، والتي تغير المظهر الكيميائي للتربة، وفي الشلال، تشكل الكائنات الحية الدقيقة المرتبطة بها.Translated Description (French)
L'empiétement des arbustes (SE) est un phénomène dans lequel les graminées et la végétation herbacée sont remplacées par des arbustes ligneux. De nombreuses études antérieures ont mis en évidence les effets de la SE sur les taux de respiration du sol et le stockage des nutriments, mais on sait peu de choses sur les impacts sur le microbiote du sol. Alors que les travaux antérieurs considéraient les arbustes comme non spécifiques à l'espèce ou comme une seule espèce intermédiaire, nous avons sélectionné une prairie Ampelodemsos mauritanicus et six arbustes coexistants (c.-à-d. Pistacia lentiscus L., Juniperus phoenicea L., Myrtus communis L., Rosmarinus officinalis L., Olea europaea L. et Euphorbia dendroides L.) pour étudier les effets de leur empiètement sur le microbiote du sol. Nous avons utilisé le séquençage à haut débit, couplé à des analyses chimiques du sol et à la litière en utilisant la spectroscopie RMN CPMAS 13C. Les résultats ont montré une forte influence des espèces arbustives sur la diversité des communautés bactériennes et fongiques, la richesse des espèces et la composition globale des communautés dans le sol. La chimie des litières était dominée par O-alkyl-C, avec la teneur la plus élevée en Ampelodesmos et E. dendroides, mais plus riche en C aromatique chez P. lentiscus et R. officinalis. La diversité bactérienne était la plus élevée chez J. phoenicea et E. dendroides, tandis qu'elle était la plus faible chez R. officinalis et les prairies. Inversement, la diversité fongique était la plus élevée chez O. europaea et E. dendroides, tandis qu'elle était la plus faible chez M. communis et les prairies. De plus, les teneurs en C et N du sol étaient plus élevées chez O. europaea, P. lentiscus et M. communis que chez les autres espèces arbustives. De plus, les prairies et R. officinalis avaient la teneur en Fe la plus élevée. L'analyse du modèle d'équation structurelle (MEB) a permis de déterminer que les changements de la composition et de la diversité des communautés bactériennes et fongiques étaient étroitement liés aux changements des propriétés chimiques de la litière et du sol. Nos résultats suggèrent que l'effet individuel de chaque arbuste sur la matrice des prairies dépend principalement des propriétés chimiques de la litière arbustive, ce qui modifie le profil chimique du sol et, en cascade, façonne le microbiote associé.Translated Description (Spanish)
La invasión de arbustos (SE) es un fenómeno en el que las hierbas y la vegetación herbácea son reemplazadas por arbustos leñosos. Muchos estudios anteriores han destacado los efectos de la EE en las tasas de respiración del suelo y el almacenamiento de nutrientes, pero se sabe poco sobre los impactos en la microbiota del suelo. Mientras que trabajos anteriores consideraban que los arbustos no eran específicos de especies o como una sola especie intermedia, seleccionamos un pastizal de Ampelodemsos mauritanicus y seis arbustos coexistentes (es decir, Pistacia lentiscus L., Juniperus phoenicea L., Myrtus communis L., Rosmarinus officinalis L., Olea europaea L. y Euphorbia dendroides L.) para investigar los efectos de su invasión en la microbiota del suelo. Utilizamos secuenciación de alto rendimiento, junto con análisis químicos del suelo y basura utilizando espectroscopía 13C CPMAS NMR. Los resultados mostraron una fuerte influencia de las especies de arbustos en la diversidad de comunidades bacterianas y fúngicas, la riqueza de especies y la composición general de la comunidad en el suelo. La química de la basura estuvo dominada por O-alquil-C, con el contenido más alto en Ampelodesmos y E. dendroides, pero más rico en C aromático en P. lentiscus y R. officinalis. La diversidad bacteriana fue mayor en J. phoenicea y E. dendroides, mientras que la más baja en R. officinalis y pastizales. Por el contrario, la diversidad fúngica fue mayor en O. europaea y E. dendroides, mientras que la más baja en M. communis y pastizales. Además, los contenidos de C y N del suelo fueron más altos en O. europaea, P. lentiscus y M. communis en comparación con las otras especies de arbustos. Además, los pastizales y R. officinalis tuvieron el mayor contenido de Fe. El análisis del modelo de ecuación estructural (SEM) determinó que los cambios en la composición y diversidad de la comunidad bacteriana y fúngica estaban estrechamente relacionados con los cambios en las propiedades químicas de la basura y el suelo. Nuestros resultados sugieren que el efecto individual de cada arbusto sobre la matriz de pastizales depende principalmente de las propiedades químicas de la cama de arbustos, lo que altera el perfil químico del suelo y, en cascada, da forma a la microbiota asociada.Files
latest.pdf.pdf
Files
(5.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:98bd74e6662cd0ccb6699c12b4ddf751
|
5.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- بصمات ميكروبيوم محددة تحت مظلة شجيرات البحر الأبيض المتوسط
- Translated title (French)
- Signatures spécifiques du microbiome sous la canopée des arbustes méditerranéens
- Translated title (Spanish)
- Firmas específicas del microbioma bajo el dosel de los arbustos mediterráneos
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4226439627
- DOI
- 10.1016/j.apsoil.2022.104407
References
- https://openalex.org/W1005007408
- https://openalex.org/W1770312823
- https://openalex.org/W1956508283
- https://openalex.org/W1967746634
- https://openalex.org/W1977175980
- https://openalex.org/W1980529361
- https://openalex.org/W1984200115
- https://openalex.org/W1986666090
- https://openalex.org/W1992908774
- https://openalex.org/W1994808810
- https://openalex.org/W1997532615
- https://openalex.org/W2002211554
- https://openalex.org/W2003437633
- https://openalex.org/W2008996553
- https://openalex.org/W2017669155
- https://openalex.org/W2018720718
- https://openalex.org/W2019278781
- https://openalex.org/W2022894248
- https://openalex.org/W2027815129
- https://openalex.org/W2034285706
- https://openalex.org/W2044122162
- https://openalex.org/W2046494745
- https://openalex.org/W2047461893
- https://openalex.org/W2050145484
- https://openalex.org/W2050345155
- https://openalex.org/W2052185634
- https://openalex.org/W2053492383
- https://openalex.org/W2053549162
- https://openalex.org/W2054600557
- https://openalex.org/W2061910954
- https://openalex.org/W2073717644
- https://openalex.org/W2078311805
- https://openalex.org/W2092685605
- https://openalex.org/W2103589610
- https://openalex.org/W2106610150
- https://openalex.org/W2108421038
- https://openalex.org/W2112409796
- https://openalex.org/W2117362503
- https://openalex.org/W2118497507
- https://openalex.org/W2122219741
- https://openalex.org/W2122597938
- https://openalex.org/W2123388186
- https://openalex.org/W2123706570
- https://openalex.org/W2126489275
- https://openalex.org/W2132133878
- https://openalex.org/W2132458397
- https://openalex.org/W2136164899
- https://openalex.org/W2136253503
- https://openalex.org/W2157062135
- https://openalex.org/W2162052097
- https://openalex.org/W2167099104
- https://openalex.org/W2175455955
- https://openalex.org/W2179196782
- https://openalex.org/W2401404581
- https://openalex.org/W2540782264
- https://openalex.org/W2582743722
- https://openalex.org/W2622290839
- https://openalex.org/W2737489098
- https://openalex.org/W2751013971
- https://openalex.org/W2765165677
- https://openalex.org/W2889850397
- https://openalex.org/W2900030356
- https://openalex.org/W2901567865
- https://openalex.org/W2905949226
- https://openalex.org/W2963172963
- https://openalex.org/W2990084211
- https://openalex.org/W2994972821
- https://openalex.org/W3008375599
- https://openalex.org/W3084537996
- https://openalex.org/W3104986643
- https://openalex.org/W3107395170
- https://openalex.org/W4255474203
- https://openalex.org/W4285188702
- https://openalex.org/W605622376