ツバ・メラノスポラム（Tuber melanosporum）とツバ・インディカム（Tuber indicum）による植民地化は、根圏におけるマツ・アーマンディ（Pinus armandii）の生育とphoDアルカリホスファターゼをコードする細菌群集に影響を与えることがわかった

Colonization by Tuber melanosporum and Tuber indicum affects the growth of Pinus armandii and phoD alkaline phosphatase encoding bacterial community in the rhizosphere.

• Xiaoping Zhang
• Xiaolin Li
• Lei Ye
• Yue Huang
• Zongjing Kang
• Bo Zhang
• Xiaoping Zhang

抄録

トリュフの栽培を成功させるためには、トリュフ外菌根菌の合成と共生初期段階でのトリュフ着生苗の生態が重要である。本研究では、黒トリュフ2種、Tuber melanosporumとTuber indicumを選択し、Pinus armandiiの苗を植民地化した。接種後2,4,6,8ヶ月後に宿主の生育成績と根圏土壌性状を検出した。また、トリュフの性分布を評価するために、基質中の2つの交配型遺伝子の動的変化をモニターした。さらに、phoDアルカリホスファターゼ遺伝子がコードする土壌細菌群集の変動を次世代シークエンシングにより調べた。その結果、T. melanosporumとT. indicumの両方が、P. armandiiの生育をある程度促進し、バイオマス、総根表面積、根のスーパーオキシドディスムターゼ活性、ペルオキシダーゼ活性が向上することが明らかになった。また、根圏土壌中の有機物および利用可能なリンについても、2つのトリュフの植民地化によって有意に向上した。phoDを保持する細菌群集構造は両トリュフによって変化し、T. melanosporumは接種後6ヶ月目と8ヶ月目にその多様性または豊富性が低下した。Pseudomonas、Xanthomonas、phoD遺伝子を持つN-fixerであるSinorhizobiumはトリュフを接種した処理区でより豊富に見られた。トリュフの交配型分布は不均一で、MAT1-1-1遺伝子が大半を占めていた。以上のことから、トリュフの共生初期段階では、T. melanosporumとT. indicumの植民地化がトリュフの共生微生物の生態に影響を与えていることがわかった。これらの結果は、トリュフ-植物-土壌-微生物の相互作用についての理解を深めることができ、その後のトリュフ栽培に有益であると考えられる。

The synthesis of truffle ectomycorrhizae and the ecology of truffle-colonized seedlings in the early symbiotic stage are important for the successful truffle cultivation. In this study, two black truffle species, Tuber melanosporum and Tuber indicum, were selected to colonize Pinus armandii seedlings. 2, 4, 6 and 8 months after inoculation, the growth performance of the host and the rhizosphere soil properties were detected. The dynamic changes of two mating type genes in substrate were also monitored to assess the sexual distribution of truffles. Additionally, the variation of soil bacterial communities encoded by phoD alkaline phosphatase genes was investigated through next-generation sequencing. The results indicated that both T. melanosporum and T. indicum colonization promoted the growth of P. armandii seedlings to some extent, including improving their biomass, total root surface area, root superoxide dismutases and peroxidase activity. The organic matter and available phosphorus in rhizosphere soil were also significantly enhanced by two truffles' colonization. The phoD-harboring bacterial community structure was altered by both truffles, and T. melanosporum decreased their diversity or richness on the 6th and 8th month after inoculation. Pseudomonas, Xanthomonas, and Sinorhizobium, a N-fixer with phoD genes, were found more abundant in truffle-colonized treatments. The mating type distribution of the two truffles was uneven, with MAT1-1-1 gene occupying the majority. Overall, T. melanosporum and T. indicum colonization affected the micro-ecology of truffle symbionts during the early symbiotic stage. These results could give us a better understanding on the truffle-plant-soil-microbe interactions, which would be beneficial to the subsequent truffle cultivation.

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