Disease-induced changes in plant microbiome assembly and functional adaptation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The plant microbiome is an integral part of the host and increasingly recognized as playing fundamental roles in plant growth and health. Increasing evidence indicates that plant rhizosphere recruits beneficial microbes to the plant to suppress soil-borne pathogens. However, the ecological processes that govern plant microbiome assembly and functions in the below- and aboveground compartments under pathogen invasion are not fully understood. Here, we studied the bacterial and fungal communities associated with 12 compartments (e.g., soils, roots, stems, and fruits) of chili pepper (Capsicum annuum L.) using amplicons (16S and ITS) and metagenomics approaches at the main pepper production sites in China and investigated how Fusarium wilt disease (FWD) affects the assembly, co-occurrence patterns, and ecological functions of plant-associated microbiomes. RESULTS: The amplicon data analyses revealed that FWD affected less on the microbiome of pepper reproductive organs (fruit) than vegetative organs (root and stem), with the strongest impact on the upper stem epidermis. Fungal intra-kingdom networks were less stable and their communities were more sensitive to FWD than the bacterial communities. The analysis of microbial interkingdom network further indicated that FWD destabilized the network and induced the ecological importance of fungal taxa. Although the diseased plants were more susceptible to colonization by other pathogenic fungi, their below- and aboveground compartments can also recruit potential beneficial bacteria. Some of the beneficial bacterial taxa enriched in the diseased plants were also identified as core taxa for plant microbiomes and hub taxa in networks. On the other hand, metagenomic analysis revealed significant enrichment of several functional genes involved in detoxification, biofilm formation, and plant-microbiome signaling pathways (i.e., chemotaxis) in the diseased plants. CONCLUSIONS: Together, we demonstrate that a diseased plant could recruit beneficial bacteria and mitigate the changes in reproductive organ microbiome to facilitate host or its offspring survival. The host plants may attract the beneficial microbes through the modulation of plant-microbiome signaling pathways. These findings significantly advance our understanding on plant-microbiome interactions and could provide fundamental and important data for harnessing the plant microbiome in sustainable agriculture. Video abstract.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».