生活在植物中的细菌可以以不可预知的方式改变它们
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生活在植物中的细菌可以以不可预知的方式改变它们

内生细菌,即生活在植物组织中的微生物,可以改变植物的生长方式。但对微生物群落的实验表明,这种改变并非以可预测的方式进行。

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一些塑造植物生长的生物体实际上生活在植物体内。 Jeremiah Henning 及其同事一直在研究他们是否可以预测内生细菌如何影响它们生活的植物。为此,他们进行了两项实验。 “在第一项研究中,我们接种了单一基因型的 美洲黑杨 与单个根内生细菌和测量的植物表型,” 亨宁和同事在美国植物学杂志上写道. “接下来,来自这种单次接种的数据被用来预测混合三株群落接种后的表型特征,我们在第二个实验中对此进行了测试。”

美国国家资源保护局/维基百科中的美洲黑杨。

亨宁和他的同事们回顾了一篇早期的论文 Grime 关于质量比假说. 这表明一个物种对生态系统的影响与其丰度成正比。 虽然这是一个流行的假设,但 Grime 指出:“重要的是要明确指出,质量比假设仅限于应用于自养生物在生态系统过程中的作用。 当注意力转向寄生虫、食草动物、捕食者和共生体等其他营养元素时,可能会出现与丰度相关的生态系统影响难以预测的情况。”

这意味着质量比假说有可能不适用于生活在植物中的细菌。

果不其然,亨宁及其同事的研究结果也证实了这一点。尽管 伯克霍尔德氏菌 BT03 占细菌总数的 99%,研究小组发现它对细菌的表型几乎没有影响 美洲黑杨. 然而,混合了密切相关的假单胞菌菌株的植物以不同的方式将质量分配给叶、茎和根。 至关重要的是,这些影响是非累加性的,因此无法预测。 “我们无法根据相对丰度加权微生物组成来预测植物生物量分配或叶绿素含量,也无法假设每种微生物对植物表型的影响相同,而不管相对丰度如何,”作者说。

微生物物种之间的相互作用是本文的重点。 在讨论中,作者展示了一些简单的方法 -组学  方法错过了细菌群落如何运作的关键要素。

“我们的结果强调了在植物-微生物研究中纳入群落动态和物种相互作用的必要性。 然而,最近一系列证明植物内生菌控制植物基因表达、免疫反应和整体功能的论文是在单一微生物系统中进行的,而忽略了物种相互作用在不同群落中的作用。 ”亨宁和论文中的同事说。 “我们的研究强调了研究微生物群落系统发育相关性和功能之间联系的潜在方向。”

“应用基于特征的方法来理解微生物群落的生态学和进化提供了一个令人兴奋的机会,可以从描述个体内部和个体之间的多样性模式变化转变为最终理解微生物群落多样性的后果和预测微生物群落功能的变化”

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作者

Alun Salt

Alun(他/他)是 Botany One 的制作人。他的工作是维护服务器的正常运行。

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