In Situ phylogenetische Struktur und Vielfalt von Wild-B Bradyrhizobium-Gemeinschaften

Bakterien infizieren ihre Wirte oft aus Umweltquellen, aber es ist wenig darüber bekannt, wie Umwelt- und wirtsinfizierende Populationen miteinander verwandt sind. Hier wurden die phylogenetische Clusterung und Vielfalt in einer natürlichen Gemeinschaft von rhizobialen Bakterien der Gattung Bradyrhizobium untersucht. Diese Bakterien leben im Boden und bilden auch nützliche Wurzelknöllchen-Symbiosen mit Leguminosen, einschließlich solcher der Gattung Lotus. Zweihundertachtzig reine Kulturen von Bradyrhizobium-Bakterien wurden von wilden Wirten isoliert und genotypisiert, darunter Lotus angustissimus, Lotus heermannii, Lotus micranthus und Lotus strigosus. Bakterien wurden direkt aus symbiotischen Knöllchen und aus zwei Mikroumgebungen an der Boden-Wurzel-Schnittstelle kultiviert: Wurzelspitzen und reifen (alten) Wurzeloberflächen. Bayesianische Phylogenien von Bradyrhizobium-Isolaten wurden unter Verwendung des internen transkribierten Raum (ITS) rekonstruiert, und die Struktur der phylogenetischen Verwandtschaft unter Bakterien wurde anhand der Wirtsspezies und Mikroumgebung untersucht. Inokulationsassays wurden durchgeführt, um den Knöllchenstatus einer Untergruppe von Isolaten zu bestätigen. Die meisten wiedergewonnenen rhizobialen Genotypen waren einzigartig und nur in Wurzeloberflächen-Gemeinschaften zu finden, wo wenig genetische Struktur der bakteriellen Population zwischen den Wirten festgestellt wurde. Im Gegensatz dazu konnten die meisten Knöllchenisolaten in mehrere verwandte, hyper-abundante Genotypen klassifiziert werden, die phylogenetisch innerhalb der Wirtsarten geclustert waren. Dieses Muster deutet darauf hin, dass die Wirtinfektion den symbiotischen Bakterien reichlich Belohnungen bietet, dass jedoch die Wirtspezifität nur eine kleine Untergruppe der rhizobialen Gemeinschaft stark strukturieren kann.