Diversity analysis of the rhizospheric and endophytic bacterial communities of Senecio vulgaris L. (Asteraceae) in an invasive range

Abstract

Increasing evidence has confirmed the importance of plant-associated bacteria for plant growth and productivity, and thus it is hypothesized that interactions between bacteria and alien plants might play an important role in plant invasions. However, the diversity of the bacterial communities associated with invasive plants is poorly understood. We therefore investigated the diversity of rhizospheric and endophytic bacteria associated with the invasive annual plant Senecio vulgaris L. (Asteraceae) based on 16S rRNA gene data obtained from 57 samples of four Senecio vulgaris populations in a subtropical mountainous area in central China. Significant differences in diversity were observed between plant compartments. Specifically, the rhizosphere harbored many more bacterial operational taxonomic units and showed higher alpha diversity than the leaf and root endospheres. The relative abundance profiles of the bacterial community composition differed substantially between the compartments and populations, especially at the phylum and family levels. However, the top five phyla (Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, and Acidobacteria) accounted for more than 90% of all the bacterial communities. Moreover, similar endophytic communities with a shared core set of bacteria were observed from different Senecio vulgaris populations. Heavy-metal-resistant, phosphate-solubilizing bacteria (Brevundimonas diminuta), nitrogen-fixing bacteria (Rhizobium leguminosarum), and cold-resistant bacteria (Exiguobacterium sibiricum) were present in the endosphere at relatively high abundance. This study, which reveals the structure of bacterial communities and their putative function in invasive Senecio vulgaris plants, is the first step in investigating the role of plant–bacteria interactions in the invasion of this species in China.

Composition, Predicted Functions and Co-occurrence Networks of Rhizobacterial Communities Impacting Flowering Desert Events in the Atacama Desert, Chile

“…In relation to rhizobacterial diversity, alpha diversity measured by the Shannon index (H') showed significant differences among 2014 and 2015 FD events, with values of 8 and 10, respectively. Similar values were obtained in the rhizosphere of invasive plants by Cheng et al (2019), which rapidly grow and are in constant expansion. The Simpson index, as well as H' , corroborated the differences in rhizobacterial diversity for both FD events, with values lower (0.98 and 0.99) to those found in rhizosphere of desert plants (2.3-3.9) (Aguirre-Garrido et al, 2012) and comparable to those obtained for plants with agricultural importance (0.87-0.97) (Yang et al, 2016).…”

Estrategias de manejo de Senecio vulgaris L. asociado al cultivo de Daucus carota L. a partir de los principios de la modelación biológica

“…La dinámica de sistemas ofrece herramientas que permiten prever el comportamiento futuro e incorporarlas en el proceso de producción, va a ser importante para acercarse a los procesos de agricultura de precisión, en donde el manejo adecuado de los factores intervinientes permite disminuir las brechas agrícolas en producción, de modo que sea óptima y, por tanto, sostenible en el tiempo (Cheng et al 2019).…”

“…A la fecha son escasos los estudios acerca de la dinámica poblacional de S. vulgaris, que es una especie de origen mediterráneo anual, con inflorescencia compuesta, que se reproduce por semillas y, para la zona expresa un potencial reproductivo de hasta 16.000 semillas por planta, estructuras reproductivas, que exhiben viabilidades superiores al 90%, es sensible a la competencia inter e intraespecífica, la cual, se refleja en la producción de semilla y biomasa, reduciendo la productividad de los cultivos(Dotor & Cabezas, 2015;Cheng et al 2019).La modelación biológica, se puede abordar desde la dinámica de las poblaciones, que componen el sistema objeto de estudio; sin embargo, para que las predicciones arrojadas por los modelos, sean lo más precisas a la realidad, es necesario que la información que alimenta el modelo sea lo más ajustada a lo que se registra en campo(Chay et al 2012). Los resultados proyectados a partir del modelo deben permitir un alto nivel de precisión, que contribuya en la toma de decisiones, sobre las acciones a ejecutar, en cualquier sistema productivo(Schrieber et al 2016).Existen diferentes modelos establecidos para evaluar el efecto de una especie sobre otra, por ejemplo, el modelo depredadorpresa de Lotka Volterra (Anisiu, 2014) o el modelo general de manejo de malezas deWiles et al (1996), que aportan información, que permiten plantear un modelamiento poblacional y, a la vez, muestran que en la diversidad de modelos, la selección de uno u otro y el planteamiento de las ecuaciones que lo componen, son fundamentales para la validez del escenario proyectado(Chay et al 2012).Teniendo en cuenta lo anterior,González & Quintanilla (2004) evaluaron la dinámica de poblaciones, considerando como punto de referencia su demografía, las características propias de los ciclos de vida de cada especie y los estados fenológicos, para llegar a determinar las características del banco de semillas, como también, los parámetros que se requieren para alimentar un modelo y establecer la proyección del comportamiento futuro del escenario que se desea conocer.…”

A Comprehensive Analysis Using Colorimetry, Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry and Bioassays for the Assessment of Indole Related Compounds Produced by Endophytes of Selected Wheat Cultivars

“…A special relationship between the plant and the microorganism is important for the possibility of colonization of plant tissues by various endophytic strains. These endophytes may occur as obligatory, facultative, and occasional microorganisms [ 26 , 27 ]. As summarized by Chang et al, advanced studies provided evidence for recruitment of the advantageous microorganisms from bulk soil into the rhizosphere probably by crops [ 28 ].…”