Causes and consequences of a conserved bacterial root microbiome response to drought stress

Resumo

As comunidades microbianas associadas às plantas contribuem para o desempenho do hospedeiro, e perturbações no microbioma vegetal podem ter grande impacto sobre a sanidade das plantas. Recentemente, demonstrou-se que a seca leva ao enriquecimento de bactérias monodérmicas nas raízes de muitas espécies vegetais, em diversos ambientes. Contudo, as causas subjacentes dessa mudança e suas consequências para o desempenho das plantas permanecem amplamente inexploradas. São apresentadas as hipóteses de que alterações no metabolismo vegetal induzidas pela seca podem ser responsáveis pelo enriquecimento observado de monodérmicas e de que o aumento da abundância dessas bactérias pode promover maior tolerância à seca no hospedeiro. Por fim, discute-se como essas descobertas recentes podem orientar os esforços em andamento para usar estratégias mediadas por microrganismos visando aumentar a produtividade das culturas.

Abstract

Plant-associated microbial communities contribute to host fitness, and perturbations in the plant microbiome can have a major impact on plant health. Drought has recently been shown to lead to enrichment of monoderm bacteria within the roots of many plant species across many environments. However, the underlying causes of this shift, and the consequences for plant fitness, remain largely unexplored. We present the hypotheses that drought-induced shifts in plant metabolism may be responsible for the observed monoderm enrichment, and that increased monoderm abundance may promote increased drought tolerance in the host. Finally, we discuss how these recent discoveries may inform ongoing efforts to use microbially mediated strategies to improve crop productivity.