Amino acid availability determines plant immune homeostasis in the rhizosphere microbiome
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Microbes possess conserved microbe-associated molecular patterns (MAMPs) such as flagellin that are recognized by plant receptors to induce immunity. Despite containing the same MAMPs as pathogens, commensals thrive in the plant rhizosphere microbiome indicating they must suppress or evade host immunity. The beneficial bacteria Pseudomonas capeferrum WCS358 can suppress Arabidopsis root immunity via acidification by secreting gluconic acid. While gluconic acid is sufficient to suppress immunity, we found that it is not necessary in a second beneficial strain Pseudomonas simiae WCS417, which produces more gluconic acid than WCS358. To uncover mechanisms that contribute to the suppression of Arabidopsis immunity, we performed a forward genetic screen in EMS-mutagenized P. simiae WCS417 using a flagellin-inducible CYP71A12 pro :GUS reporter as an Arabidopsis immune readout. We identified a mutant that cannot suppress flagellin-elicited CYP71A12 pro :GUS expression or acidify the rhizosphere. Next generation sequencing revealed a mutation in the catabolic site of an ornithine carbamoyltransferase argF , which is required for arginine biosynthesis. The mutant could be complemented by expression of argF from a plasmid, and a Δ argF mutant could not suppress immunity. Fungal pathogens can use alkalization through production of ammonia and glutamate, the arginine biosynthetic precursors, to promote their own growth and virulence. Therefore, we hypothesized that the biosynthesis of specific amino acids may be necessary to reduce levels of ammonia and glutamate to prevent rhizosphere alkalization and bacterial overgrowth. Genetically blocking arginine, glutamine, or proline biosynthesis, or by adding corresponding exogenous amino acids, resulted in rhizosphere alkalization. Interestingly, exogenous amino acids caused bacterial overgrowth in a gluconic acid-deficient mutants. Our findings show that bacterial amino acid biosynthesis contributes to acidification by preventing accumulation of glutamate precursors and the resulting alkalization. Collectively this work shows that by regulating nutrient availability, plants have the potential to regulate their immune homeostasis in the rhizosphere microbiome.
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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 | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».