Les plantes abritent une grande diversité de microbes, en particulier dans leurs racines. À leur tour, ces communautés peuvent offrir des avantages importants à l’hôte. Une étude publiée dans Biologie actuelle ont étudié comment la génétique des plantes hôtes détermine la composition des communautés bactériennes associées aux racines des plantes. L’étude a identifié un ensemble central de souches bactériennes qui colonisent les racines du panic raide.
Beaucoup de ces bactéries diffèrent en abondance selon les génotypes des plantes. L’étude a ensuite cartographié les gènes du génome de l’hôte qui semblent affecter l’abondance de ces microbes. Cette cartographie a révélé que les gènes impliqués dans l’immunité de l’hôte, le développement des plantes et la signalisation hormonale jouent un rôle dans la façon dont les plantes acquièrent leur microbiome.
Les plantes dépendent de leurs microbiomes pour remplir des fonctions vitales. Les chercheurs cherchent à sélectionner des variétés de plantes pour augmenter les associations bénéfiques avec les bactéries. Cependant, les scientifiques ont une connaissance limitée de la mesure dans laquelle la génétique de l’hôte affecte la composition du microbiome.
Cette étude a révélé que le génotype d’un panic érigé hôte affecte une grande partie du microbiome de la plante. L’étude a également identifié les gènes du panic raide qui semblent influencer l’abondance de ces microbes. Ces résultats peuvent aider à concevoir ou à sélectionner des variétés de plantes qui forment des associations bénéfiques plus fortes avec leurs microbiomes.
Le microbiote associé aux plantes peut contribuer de manière significative à la croissance et au rendement des plantes. Comment la variation génétique de l’hôte affecte l’assemblage racine-microbiome est une question ouverte. Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé une approche de jardin commune avec des sites de terrain au Texas, au Missouri et au Michigan pour découvrir la composition du microbiome racinaire du panic raide, caractériser l’effet de l’environnement par rapport à la génétique de l’hôte sur la composition du microbiome racinaire et identifier les putatifs loci dans le génome de l’hôte impliquait la composition différentielle du microbiome. L’équipe comprenait des scientifiques de l’Université du Texas à Austin, du HudsonAlpha Institute for Biotechnology, du Joint Genome Institute du Lawrence Berkeley National Laboratory, de l’Université du Missouri et de la Michigan State University.
Grâce aux efforts de séquençage du Joint Genome Institute, les chercheurs ont découvert que la composition du microbiote des racines du panic raide dépendait en grande partie du site. Néanmoins, il existe un ensemble conservé de bactéries centrales trouvées en grande abondance sur les racines à travers les sites. La plupart de ces microbes centraux diffèrent en abondance entre les génotypes hôtes d’une manière dépendante de l’environnement.
Enfin, les chercheurs ont utilisé un cadre d’étude d’association à l’échelle du génome (GWAS) pour identifier les locus dans le génome de l’hôte associés à l’abondance différente de ces microbes. La variation des gènes impliqués dans l’immunité, le développement et la signalisation des plantes était associée à des différences de composition du microbiome. Ces résultats permettent de mieux comprendre les mécanismes utilisés par les plantes pour modifier leur microbiote et offrent une piste pour la sélection de plantes hôtes afin d’adapter leur microbiome.
Plus d’information:
Joseph A. Edwards et al, Déterminants génétiques du microbiote associé au panic raide dans les sites de terrain couvrant son aire de répartition naturelle, Biologie actuelle (2023). DOI : 10.1016/j.cub.2023.03.078