Microbiota and functional analyses of nitrogen-fixing bacteria in root-knot nematode parasitism of plants
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Root-knot nematodes (RKN) are among the most important root-damaging plant-parasitic nematodes, causing severe crop losses worldwide. The plant rhizosphere and root endosphere contain rich and diverse bacterial communities. However, little is known about how RKN and root bacteria interact to impact parasitism and plant health. Determining the keystone microbial taxa and their functional contributions to plant health and RKN development is important for understanding RKN parasitism and developing efficient biological control strategies in agriculture. RESULTS: The analyses of rhizosphere and root endosphere microbiota of plants with and without RKN showed that host species, developmental stage, ecological niche, and nematode parasitism, as well as most of their interactions, contributed significantly to variations in root-associated microbiota. Compared with healthy tomato plants at different developmental stages, significant enrichments of bacteria belonging to Rhizobiales, Betaproteobacteriales, and Rhodobacterales were observed in the endophytic microbiota of nematode-parasitized root samples. Functional pathways related to bacterial pathogenesis and biological nitrogen fixation were significantly enriched in nematode-parasitized plants. In addition, we observed significant enrichments of the nifH gene and NifH protein, the key gene/enzyme involved in biological nitrogen fixation, within nematode-parasitized roots, consistent with a potential functional contribution of nitrogen-fixing bacteria to nematode parasitism. Data from a further assay showed that soil nitrogen amendment could reduce both endophytic nitrogen-fixing bacteria and RKN prevalence and galling in tomato plants. CONCLUSIONS: Results demonstrated that (1) community variation and assembly of root endophytic microbiota were significantly affected by RKN parasitism; (2) a taxonomic and functional association was found for endophytic nitrogen-fixing bacteria and nematode parasitism; and (3) the change of nitrogen-fixing bacterial communities through the addition of nitrogen fertilizers could affect the occurrence of RKN. Our results provide new insights into interactions among endophytic microbiota, RKN, and plants, contributing to the potential development of novel management strategies against RKN. Video Abstract.
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| 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) | 0,000 | 0,000 |
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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 tête enseignante, 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 ».