Plant Nutrient Resource Use Strategies Shape Active Rhizosphere Microbiota Through Root Exudation
2018
Guyonnet, Julien | Guillemet, Martin | Dubost, Audrey | Simon, Laurent | Ortet, Philippe | Barakat, mohamed | Heulin, Thierry | Achouak, Wafa | Haichar, Feth El Zahar | Laboratoire d'Ecologie Microbienne - UMR 5557 (LEM) ; Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-Ecole Nationale Vétérinaire de Lyon (ENVL)-VetAgro Sup - Institut national d'enseignement supérieur et de recherche en alimentation, santé animale, sciences agronomiques et de l'environnement (VAS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Laboratoire d'Ecologie des Hydrosystèmes Naturels et Anthropisés (LEHNA) ; Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL) ; Université de Lyon-Université de Lyon-École Nationale des Travaux Publics de l'État (ENTPE)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | Ecosystèmes continentaux et risques environnementaux (ECCOREV) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) | Laboratoire d'Ecologie Microbienne de la Rhizosphère et d'Environnements Extrêmes (LEMIRE) ; Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM) ; Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) | EC2CO-MicrobiEn (CNRS)
International audience
显示更多 [+] 显示较少 [-]英语. Plant strategies for soil nutrient uptake have the potential to strongly influence plant-microbiota interactions, due to the competition between plants and microorganisms for soil nutrient acquisition and/or conservation. In the present study, we investigate whether these plant strategies could influence rhizosphere microbial activities via root exudation, and contribute to the microbiota diversification of active bacterial communities colonizing the root-adhering soil (RAS) and inhabiting the root tissues. We applied a DNA-based stable isotope probing (DNA-SIP) approach to six grass species distributed along a gradient of plant nutrient resource strategies, from conservative species, characterized by low nitrogen (N) uptake, a long lifespans and low root exudation level, to exploitative species, characterized by high rates of photosynthesis, rapid rates of N uptake and high root exudation level. We analyzed their (i) associated microbiota composition involved in root exudate assimilation and soil organic matter (SOM) degradation by 16S-rRNA-based metabarcoding. (ii) We determine the impact of root exudation level on microbial activities (denitrification and respiration) by gas chromatography. Measurement of microbial activities revealed an increase in denitrification and respiration activities for microbial communities colonizing the RAS of exploitative species. This increase of microbial activities results probably from a higher exudation rate and more diverse metabolites by exploitative plant species. Furthermore, our results demonstrate that plant nutrient resource strategies have a role in shaping active microbiota. We present evidence demonstrating that plant nutrient use strategies shape active microbiota involved in root exudate assimilation and SOM degradation via root exudation.
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