Phyllosphere microbiota of three Rubus species - community composition, transmission between plants, and effect on plant growth
| Title: | Phyllosphere microbiota of three Rubus species - community composition, transmission between plants, and effect on plant growth |
| Author(s): | Leino, Sara |
| Contributor: | University of Helsinki, Faculty of Biological and Environmental Sciences |
| Degree program: | Master 's Programme in Integrative Plant Sciences |
| Language: | English |
| Acceptance year: | 2023 |
| Abstract: |
Kasvien lehdillä elää moninainen yhteisö mikrobeja. Tällä lehtimikrobiotalla voi olla suuri vaikutus isäntäkasvinsa terveyteen ja kasvuun. Mikrobiyhteisön muodostumiseen vaikuttavat ympäristötekijät ja isäntäkasvin ominaisuudet. Tutkielmassani tutkin kolmen kasvilajin, mesimarjan (Rubus arcticus), lillukan (R. saxatilis) ja lakan (R. chamaemorus) lehtimikrobiotayhteisöjä. Tavoitteenani oli kuvata lajien yhteinen lehtimikrobiota ja myös löytää mahdolliset erot yhteisöjen välillä. Tutkin vaikuttaisiko kasveille siirrostettavan lehtimikrobiotan alkuperä enemmän kuin isäntäkasvin laji tai genotyyppi. Käytin kokeessani mikropropagoituja Rubus kasveja, joille siirrostin lehtimikrobiotaa eri Rubus lajeilta. Seurasin näiden kasvien kasvua ja sen jälkeen keräsin lehtinäytteitä, joista sekvensointiin sieni- ja bakteeriyhteisöt. Lehtimikrobiota monimuotoisuus ja yhteisöjen eroavaisuus analysoitiin käyttämällä Kruskal-Wallis testejä ja PERMANOVA analyyseja. Lehtinäytteissäni runsaimmat bakteerien luokat olivat Alphaproteobacteria ja Gammaproteobacteria. Runsaimmat sienien luokat olivat Eurotiomycetes, Sordariomycetes, Agaricomycetes, and Dothideomycetes. Isäntäkasvin genotyyppi vaikutti enemmän muodostuvien mikrobiyhteisöjen rakenteeseen kuin siirrostettavan mikrobiota. Lehtimikrobiota käsittelyillä ei ollut merkittävää vaikutusta kasvien kasvuun. Lehtimikrobiotan ymmärrys voi avata mahdollisuuksia kasvien terveyden ja fitnessin parantamiseen.
The above-ground surfaces of plants (the phyllosphere) are inhabited by a diverse variety of microbes that interact with the host plant affecting its health and growth. One of the predominant factors influencing the composition and formation of the phyllosphere microbial community is the species and genotype of the plant. In my thesis, I investigated whether three different Rubus species (R. arcticus, R. saxatilis, and R. chamaemorus) form similar phyllosphere microbial communities, and whether the genotype of the host plant has more impact on the community composition than the microbiota that the plants are exposed to. I also tested how different microbiota treatments would affect Rubus plant growth. The experiment was conducted with micropropagated plants of the three aforementioned Rubus species. The plants were treated with different microbiota collected from the leaves of wild plants of the three Rubus species and the growth of the plants was observed. The phyllosphere fungal and bacterial communities of the plants were sequenced from leaf samples and analyzed to inspect the overall diversity and difference of the communities (using Kruskal-Wallis test and PERMANOVA) and to identify possible core microbes within the Rubus species’ phyllosphere communities. I found that Rubus phyllosphere microbiota was dominated by bacteria classes Alphaproteobacteria and Gammaproteobacteria, and fungal classes Eurotiomycetes, Sordariomycetes, Agaricomycetes, and Dothideomycetes. The host plant genotype had more significance on the composition of phyllosphere microbiota than the origin of the microbiota. The different microbiota treatments had no significant effect on the plant leaf growth. My thesis shows how host plant genotype influences the shaping of the phyllosphere communities as well as how transferable the microbial communities are between species from the same genus. Understanding of the phyllosphere microbiota can have potential applications in the promotion of plant health and fitness.
|
| Keyword(s): | Rubus phyllosphere microbiota fungal communities bacterial communities microbiota transmission plant-microbe interaction |
Files in this item
| Files | Size | Format | View |
|---|---|---|---|
| Leino_Sara_thesis_2023.pdf | 1.491Mb |