【微生物文獻】根際有益微生物VOC促進植物生長

今天分享一篇畔规,最近發(fā)在Nature Ecology & Evolution的paper:Microbe-induced phenotypic variation leads to transgressive overyielding in clonal plant population损俭,但是好像不是一個research article,只是一個brief communication丐黄,所以很短,就2個主圖闻牡。這個paper探索了不同根際有益微生物的VOC對于植物性狀的影響盗似,首次揭示了VOC通過對于植物生長的影響酱塔,為利用微生物VOCs提升作物產(chǎn)量提供了新的途徑沥邻。


Microbe-induced phenotypic variation leads to overyielding in clonal plant populations

=====實驗結(jié)果=====

作者從191個根際微生物中(附圖數(shù)據(jù)1),選了4個羊娃,但是我從表中看不出為啥選這4個唐全,因為看有些微生物的結(jié)果也挺好啊,比如F26等蕊玷。

附圖數(shù)據(jù)1

然后在分開的瓊脂平板上進行擬南芥幼苗和4株細菌的共培養(yǎng)邮利,細菌放在隔離的spots中,這樣只有細菌的揮發(fā)性物質(zhì)可以通過垃帅。這樣可以測試細菌VOC對于植物表型的影響延届。

附圖1

擬南芥幼苗長一周后,移栽到正常的花盆中(圖1a)贸诚,構(gòu)建1方庭、2和4共培養(yǎng)的表型多樣性梯度表型(附圖2)。為了排除植物之間的相互作用酱固,作者在每盆中都種植了1械念,2,4的組合(我覺得其實是排除個體之間的差異运悲,想真正只看微生物差異帶來的后續(xù)影響)龄减。所以作者總共構(gòu)建了28個不同的組合處理模式。

附表2

然后對于一些常見的植物表型進行了測量:株高班眯、地上生物量希停、花面積和角果數(shù)量。作者使用了RII指數(shù)署隘,用于表征表型之間的競爭性脖苏。此指數(shù)用來衡量標準化之后的植物表型。作者假設(shè)在由于微生物引起的差異可能會在混合培養(yǎng)的時候有所增強定踱。

將擬南芥幼苗和4個細菌的VOC共同培養(yǎng)1周后,可以看出植物表型發(fā)生了明顯的分化(圖1b)恃鞋。這一發(fā)現(xiàn)證實了VOC可能在微生物驅(qū)動植物表型方面發(fā)生著重要的作用崖媚。而這一處理也影響了植物之后的表型變化亦歉,例如:株高、地上生物量畅哑、花面積和角果數(shù)量(圖1c肴楷,圖1d)。這說明微生物VOC早期的處理持續(xù)的影響了植物后續(xù)的生長荠呐,以及表型的差異赛蔫。

圖1

在盆栽實驗的時候,可以看出種植密度和大多數(shù)植物表型都是負相關(guān)的(附圖3)泥张,并且這種影響隨著時間的推移增強(附圖4)呵恢,從而證實了群落中相鄰的植物之間存在生長資源的競爭。和沒有微生物VOC處理的植物相比媚创,大多數(shù)表型參數(shù)經(jīng)過VOC處理之后都得到了明顯的提升渗钉,說明了VOC對于植物的正向作用(附圖3)。

附圖3
附圖4

不同細菌誘導的表型多樣性對植物-植物互相將會產(chǎn)生重要的影響钞钙。當種植密度較高(比如4株)鳄橘,不同細菌誘導的表型相互促進,可能是因為表型互補效應(yīng)的原因(圖2a)芒炼。這些正向的相互作用足以增加植物的高度瘫怜,花絮的面積,地上部分的生物量本刽,以及果實的數(shù)量等鲸湃。結(jié)果顯示,48%-58%的2組合4組的表型由于最好的結(jié)果盅安。4株植物組合中較高的表型特征可能歸因于相互促進作用的普遍性(圖2b)唤锉。這些互相競爭植物最終表型上提升的結(jié)果說明微生物誘導的表型互補性可能導致了最終生物量的提升(圖2b)。2組和4組表型的增強說明了觀察到的最終表型是表型互補引起的别瞭,而不是特定表型引起的窿祥。【這塊我看的不是太明白】

圖2

評估生態(tài)多樣性往往需要理解群落之間的相互作用蝙寨。通常情況下晒衩,不同類型和分布的互作對于群落功能的改變優(yōu)于單個個體,主要原因是表型的多樣性在混合的時候能彼此互補墙歪。生物多樣性對于群落的影響往往是由于植物的遺傳多樣性驅(qū)動的听系,而植物遺傳多樣性又經(jīng)常受到各種生物和非生物條件帶來的表型多樣性的影響。這項研究表明植物和微生物互作微觀尺度的異質(zhì)性是由于具有不同共生細菌相鄰微生物的級聯(lián)效應(yīng)引起的虹菲,同時也導致了表型的多樣性靠胜,最后反過來有引起了整個生命活動過程中表型的改變。

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