微生物来源群落与环境条件互作影响入侵植物内生微生物组组装及生长

《Environmental Microbiome》：Plant-associated microbial source assemblages and abiotic conditions shape tissue-specific endophytic microbiomes and growth responses of Ageratina adenophora

　　

摘要

背景

植物入侵不仅受植物性状和环境条件的影响，还受其与相关微生物群落之间互作的作用，后者可能影响宿主表现和生态适应。尽管入侵植物通常会遇到来自周围植物群落的不同的植物相关微生物来源，但在环境条件变化下，这些微生物来源的变异如何影响微生物组组装和植物表现仍知之甚少。本研究以全球入侵植物青蒿（Ageratina adenophora）为模型系统，在生长舱中开展了控制因素实验，旨在探究植物相关微生物来源群落如何与温度和水分的可利用性相互作用，从而影响内生微生物组和植物生长。

结果

内生群落组成主要由植物组织类型所结构，而微生物来源群落解释了额外的变异，尤其体现在叶片相关细菌群落中。来源于青蒿的微生物处理组表现出独特的内生群落特征，包括更高的叶片细菌Shannon多样性以及若干判别性类群的富集。温度和水分的可利用性与组织特异性的微生物变化相关联，在根部内生群落中检测到更强的处理相关性变化。微生物来源群落对植物生长的影响在不同非生物条件下存在差异。偏最小二乘路径模型进一步表明，温度和水分的可利用性与生物量变化存在强关联，而根部真菌群落特征与温度相关的生物量响应之间存在潜在的间接统计关联。

结论

我们的研究表明，青蒿内生微生物组的组装与组织特异性筛选、微生物来源群落以及非生物环境之间的相互作用有关。微生物来源群落的变异并非仅反映来源物种数量的效应，而可能通过环境条件变化下依赖背景的植物-微生物关联来影响入侵植物的生长。