Details

Autor(en) / Beteiligte

• Wippel, Kathrin
• Schulze‐Lefert, Paul
• Garrido‐Oter, Ruben

Titel

Rhizobien in der Pflanzenmikrobiota: Evolution und Nutzen der Wurzelknöllchensymbiose für den Pflanzenwirt

Ist Teil von

• Biologie in Unserer Zeit, 2019-12, Vol.49 (6), p.426-434

Ort / Verlag

München: Wiley Subscription Services, Inc

Erscheinungsjahr

2019

Quelle

Access via Wiley Online Library

Beschreibungen/Notizen

• Zusammenfassung Für das Wachstum und Überleben der Pflanze im Boden ist ihre Mikrobiota von maßgeblicher Bedeutung. Pflanzen‐Mikrobiota‐Interaktionen können unter Laborbedingungen durch definierte Gemeinschaften von Kommensalen nachgestellt und durch Ko‐Kultivierung mit dem keimfreien Pflanzenwirt auf ihre Wirkung auf das Wachstum und die Gesundheit der Pflanzen geprüft werden. Die Ordnung der Rhizobiales gehört zum Kern der Pflanzenmikrobiota und beinhaltet stickstoffbindende Wurzelknöllchenbakterien, die in einer Symbiose mit Leguminosen leben. Nur kompatible Wirt‐Symbionten‐Paare können Symbiosen etablieren, was durch hochspezialisierte und verknüpfte Signalwege zwischen den beiden Partnern gewährleistet wird. Vergleichende Genomanalysen von Symbionten und Rhizobiales‐Wurzelkommensalen aus Nicht‐Leguminosen zeigen, dass der jüngste gemeinsame Vorfahre zwar die Fähigkeit zur Wurzelbesiedelung mit breitem Wirtspektrum besaß, symbiontische Interaktionen sich jedoch erst durch Gentransfer, der in der Evolution mehrfach unabhängig in mehreren Familien der Rhizobiales erfolgt ist, entwickelten. Summary Rhizobia in the plant microbiota The plant microbiota is of critical importance for plant growth and survival in soil. To explore mechanisms underlying plant‐microbiota interactions, defined commensal communities can be composed from microbiota culture collections and co‐cultivated with germ‐free plants to determine their impact on plant growth and health. The order Rhizobiales belongs to the core microbiota and includes nitrogen‐fixing bacteria that are known to engage in symbiotic interactions with legumes. Compatible host‐symbiont pairs are needed for a functional symbiosis, which involves the activation of highly specialized and interdependent signaling pathways between the two partners. Comparative genome analysis of more than 1,300 legume symbionts and rhizobial root commensals from non‐leguminous plants revealed that the most recent common ancestor of rhizobia lacked the gene repertoire needed for symbiosis and was able to colonize roots of a wide variety of plants. During evolution, key symbiosis genes were acquired multiple independent times by commensals belonging to different families of the Rhizobiales order.