Der biologische Rückgang von Luzerne wird von einer negativen Sukzession der mikrobiellen Gemeinschaften im Rhizosphärenboden begleitet

Das Wachstum und der biologische Rückgang von Luzerne könnten mit dem Rhizosphärenmikrobiom verbunden sein. Allerdings bleiben die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben in der Rhizosphäre von Luzerne und die damit verbundenen Veränderungen der mikrobiellen Gemeinschaften in Abhängigkeit vom Altersstand unklar. Diese Studie untersuchte das sukzessive Muster der mikrobiellen Gemeinschaften in der Rhizosphäre über verschiedene Altersstände von Luzerne und deren Beziehung zum Rückgang von Luzerne. Rhizosphärenböden wurden von 2- und 6-jährigen Luzerneständen gesammelt. Kontrollböden wurden von den Zwischenräumen zwischen Luzerne-Pflanzen in denselben Ständen entnommen. Die bakteriellen und pilzlichen Gemeinschaften im Boden wurden durch 16S- und ITS-rRNA-Gensequenzierung charakterisiert. Bestimmte mikrobielle Taxa kolonisierten die Rhizosphärenböden, jedoch nicht die Kontrollböden. Die rhizosphärenspezifischen Taxa umfassten hauptsächlich potenziell nützliche Genera (z.B. Dechloromonas, Verrucomicrobium) im jungen Stand und schädliche Genera (z.B. Peziza, Campylocarpon) im alten Stand. Die Wurzeln der Luzerne regulierten die mikrobielle Gemeinschaft im Boden durch selektive Förderung oder Hemmung spezifischer Taxa. Die Mehrheit der zeitreicheren Taxa wurde als schädliche Pilze berichtet, deren relative Abundanzen negativ mit Pflanzenmerkmalen korreliert waren. Die zeitärmeren Taxa waren hauptsächlich als nützliche Bakterien bekannt, deren relative Abundanzen positiv mit Pflanzenmerkmalen korreliert waren. Die relativen Abundanzen funktioneller bakterieller Gene, die mit der Vancomycin-Biosynthese, der Zeatin-Biosynthese und dem Aminosäurestoffwechsel assoziiert sind, tendierten in Rhizosphärenböden aus dem alten Stand nach unten. Ein aufsteigender Trend wurde bei Pilzpathogenen und Holzsaprotrophen mit zunehmendem Altersstand beobachtet. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Wurzelaktivität die negative Sukzession der mikrobiellen Gemeinschaften in der Rhizosphäre während des Rückgangs von Luzerne in alten Ständen antreibt.