Interactions between below‐ground traits and rhizosheath fungal and bacterial communities for phosphorus acquisition
Résumé
1. Plant-soil-microbe interactions play a central role in plant nutrient acquisition
and thus ecosystem functioning and nutrient availability in agroecosystems.
Adjustments in root morphology, root exudation and associations with
microorganisms such as arbuscular mychorrizal fungi are common for
phosphorus acquisition. Yet how plant belowground functional traits interact
with microbial communities for P-acquisition remains largely unknown, limiting
our understanding of phosphorus availability in agroecosystems.
2. Interactions between belowground functional traits and rhizosheath soil
microbial communities for P-acquisition were investigated across eight
herbaceous species with contrasting root traits. Root morphological and
physiological traits involved in P-acquisition were quantified simultaneously
with PLFA (phospholipid fatty acid) and NLFA (neutral lipid fatty acid)
microbial bioindicators.
3. Multiple correlations were observed between root morphology, root exudates
and rhizosheath fungal and bacterial communities. Root exudates and in
particular release of malate and malonate were strongly linked with indicators
of Gram-negative bacteria, which were correlated with changes in rhizosheath
soil P concentration and plant P content.
4. Our results suggest that root exudation of carboxylates may play an important
role in plant-soil-microbe interactions for P-acquisition, underlining their likely
role in shaping microbial communities. Incorporating these interactions in
biogeochemical models would lead to better predicting power and
understanding of P cycling and ecosystem functioning.
1. Les interactions plante-sol-microbe jouent un rôle central dans l'acquisition
d’éléments nutritifs par les plantes et par conséquent dans le fonctionnement
des écosystèmes et la disponibilité des nutriments dans les
agroécosystèmes. L’acquisition du phosphore nécessite souvent des
ajustements entre morphologie et exsudations racinaires ainsi que
l’association des racines avec les micro-organismes du sol tels que les
champignons mycorhiziens arbusculaires. Les mécanismes par lesquels les
traits fonctionnels des plantes interagissent avec les communautés
microbiennes pour l'acquisition de P restent pourtant largement méconnus,
limitant ainsi notre compréhension de la disponibilité du phosphore dans les
agroécosystèmes.
2. Les interactions entre traits fonctionnels souterrains et communautés
microbiennes du sol rhizosphérique pour l'acquisition de P ont été étudiées au
sein de huit espèces herbacées aux traits racinaires contrastés. De multiples
traits morphologiques et physiologiques racinaires impliqués dans l'acquisition
de P ont été quantifiés simultanément avec plusieurs bioindicateurs
microbiens (PLFA et NLFA).
3. De nombreuses corrélations ont été observées entre la morphologie racinaire,
les exsudats racinaires et les communautés fongiques et bactériennes du sol
rhizosphérique. Les exsudats racinaires, en particulier la libération d’acide
malique et malonique, étaient fortement liés aux indicateurs de bactéries
Gram-négatives, eux-mêmes corrélés aux changements de la concentration
en P du sol rhizosphérique et à la teneur en P des plantes.
4. Nos résultats suggèrent que l'exsudation racinaire des carboxylates joue un
rôle important dans les interactions plante-sol-microbe pour l'acquisition de P,
soulignant leur rôle probable dans la formation des communautés
microbiennes. L'intégration de ces interactions dans les modèles
biogéochimiques conduirait à une meilleure précision ainsi qu’à une meilleure
compréhension du cycle du P et du fonctionnement des écosystèmes.
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