Бактериальные сообщества в корнях растений отражают видовую принадлежность и предпочтения среды обитания

Растения поддерживают в своих корнях полезные для них бактериальные сообщества. Исследователи из Института селекции растений Общества Макса Планка в Кёльне показали, что эти сообщества удивительно стабильны и состоят всего из нескольких семейств бактерий. Их состав зависит от семейственной принадлежности растения и условий его обитания.

Почва — самая богатая видами микробная экосистема в мире. Некоторые из этих почвенных бактерий колонизируют и корни растений. Учёные исследовали, отражает ли микробная жизнь в корнях почвенную флору или растение-хозяин напрямую влияет на состав бактерий. Для этого они сравнили бактериальные сообщества у четырёх видов семейства Brassicaceae в двух естественных местообитаниях и в теплице. Виды были репродуктивно изолированы друг от друга от 8 до 35 миллионов лет назад.

Ключевые наблюдения:

• Половина бактериального сообщества в корне отражает зависимую от среды почвенную флору, а другая половина — консервативное «ядро» — остаётся неизменной. Это ядро состоит из небольшого числа бактериальных линий, относящихся всего к трём семействам.
• Количественное соотношение этих трёх семейств бактерий различается у исследуемых растений. Эти различия не объясняются эволюционным родством видов растений.
• Различия, вероятно, возникают из-за разных условий обитания растений. Например, Arabidopsis thaliana и Arabidopsis lyrata заселяют сходные среды и имеют наиболее похожие микробные сообщества, несмотря на то, что A. lyrata и A. halleri являются наиболее близкородственными видами.

Учёные пока не могут сказать, привлекают ли растения Brassicaceae эти три семейства бактерий целенаправленно или эти бактерии просто успешнее конкурентов. Предполагается, что работают оба процесса. Растения выделяют через корни часть глюкозы, произведённой при фотосинтезе, что привлекает бактерии. В обмен, как полагают исследователи, бактерии оказывают растениям ценные услуги, например, помогают усваивать питательные вещества (растворимый фосфат) и защищают от патогенов.