Neue Forschungsergebnisse aus ganz Europa zeigen erhebliche Unterschiede bei Bakterien auf Arabidopsis thaliana Pflanzen. Diese groß angelegte Studie ergab, dass Dürrebedingungen beeinflussen stark, welche Bakterien Pflanzen besiedelnDie Ergebnisse zeigen komplexe Zusammenhänge zwischen Klima, Pflanzengenetik und mikrobiellen Gemeinschaften.
Die Studie identifizierte zwei unterschiedliche Bakteriengemeinschaften auf A. thaliana: eine ist in Nordeuropa verbreitet, die andere in Südeuropa. Die Schwere der Dürre erwies sich als der stärkste Prädiktor dafür, welche Bakteriengemeinschaft eine Pflanze beherbergte. Sowohl die Pflanzengenetik als auch die Dürre beeinflussten die Bakterienzusammensetzung direkt, wobei 10 % der Kernbakterien von der Dürre betroffen waren und 20 % von genetischen Wirtsfaktoren, die mit der Dürretoleranz in Zusammenhang stehen.
Die Forscher fanden die Mikroben durch das Sammeln A. thaliana Proben von 267 Standorten in ganz Europa zwischen Februar und Mai 2018. Sie sequenzierten die V3-V4-Region der 16S-ribosomalen RNA, um die auf den Pflanzen vorhandenen Bakterienarten zu identifizieren. DNA-Extraktion und -Sequenzierung wurden auch durchgeführt, um die Pflanzengenetik zu analysieren. Fortgeschrittene statistische Techniken, darunter Random-Forest-Modellierung und Modelle mit gemischten Effekten, wurden verwendet, um die Beziehungen zwischen Bakteriengemeinschaften, Pflanzengenetik und verschiedenen Klimafaktoren, insbesondere dürrebezogenen Kennzahlen, zu analysieren.
Diese Studie auf kontinentalem Niveau erweitert frühere Forschungen in kleinerem Maßstab und bietet einen umfassenden Überblick über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben in unterschiedlichen Umgebungen. Die Ergebnisse unterstreichen die bedeutende Rolle der Dürre bei der Gestaltung dieser Wechselwirkungen und legen nahe, dass die Wasserverfügbarkeit Einfluss darauf hat, welche Mikroben Pflanzen besiedeln und auf ihnen gedeihen. Das Verständnis dieser Zusammenhänge könnte wichtige Auswirkungen auf die Landwirtschaft und den Naturschutz haben, da der Klimawandel die Niederschlagsmuster verändert.
Dürre spielt nicht nur eine große selektive Rolle in A. thaliana Populationen“, aber es ist auch bekannt, dass es die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegen Krankheitserreger beeinflusst. Eine wichtige Frage wird sein, ob unterschiedliche Hintergrundmikrobiome bei Pflanzen, die in der freien Natur häufiger Dürre ausgesetzt sind, die Abwehr von Krankheitserregern unterstützen oder behindern.
Karasov, TL, Neumann, M., Leventhal, L. et al., 2024. Kontinentale Assoziationen von Arabidopsis thaliana-Phyllosphärenmitgliedern mit dem Wirtsgenotyp und Trockenheit. Nature Microbiology. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1038/s41564-024-01773-z (OA)
