1. Pearl millet genotype impacts microbial diversity and enzymatic activities in relation to root-adhering soil aggregation
- Author
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Cheikh Mbacké Barry, Laurent Cournac, Mohamed Barakat, Wafa Achouak, Ibrahima Ndoye, Thierry Heulin, Philippe Ortet, Laurent Laplaze, Diamé Tine, Papa Mamadou Sitor Ndour, Bassirou Sine, M. Gueye, Carla de la Fuente Cantó, Ecologie fonctionnelle et biogéochimie des sols et des agro-écosystèmes (UMR Eco&Sols), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Institut Agro - Montpellier SupAgro, Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro), Université Cheikh Anta Diop [Dakar, Sénégal] (UCAD), LMI IESOL Intensification Ecologique des Sols Cultivés en Afrique de l’Ouest [Dakar] (IESOL), Institut de recherche pour le développement (IRD [Sénégal]), Diversité, adaptation, développement des plantes (UMR DIADE), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Laboratoire d'Ecologie Microbienne de la Rhizosphère et d'Environnements Extrêmes (LEMIRE), Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut Sénégalais de Recherches Agricoles [Dakar] (ISRA), LMI Adaptation des Plantes et microorganismes associés aux Stress Environnementaux [Dakar] (LAPSE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Agropolis Fondation (AF1301–015), the Fondazione Cariplo (FC 2013–0891), MOPGA initiative (postdoctoral fellowship), ANR-17-CE20-0022,RootAdapt,Traits racinaires pour l'adaptation du mil au climat futur en Afrique de l'Ouest(2017), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre international d'études supérieures en sciences agronomiques (Montpellier SupAgro)-Institut national d’études supérieures agronomiques de Montpellier (Montpellier SupAgro), Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)
- Subjects
0106 biological sciences ,Soil Science ,Plant Science ,01 natural sciences ,Bradyrhizobium ,Pearl millet ,Nutrient ,Rhizosphere enzymatic activities ,2. Zero hunger ,Biomass (ecology) ,Rhizosphere microbial diversity ,biology ,Plant physiology ,food and beverages ,04 agricultural and veterinary sciences ,15. Life on land ,biology.organism_classification ,Rhizosheath ,Sphingomonadaceae ,Agronomy ,Trichoderma ,Chitinase ,[SDE]Environmental Sciences ,040103 agronomy & agriculture ,biology.protein ,Metabarcoding ,0401 agriculture, forestry, and fisheries ,Species richness ,010606 plant biology & botany - Abstract
International audience; The interactions between plant roots and the associated microbiota impact soil aggregation, water retention and plant nutrient availability. Thus, selection of plant genotypes that promote microbial species involved in rootadhering soil aggregation and rhizosheath formation could help improve yield sustainably. Here, we tested pearl millet genotypic variation in both root-adhering soil aggregation, microbiological and biochemical characteristic. Methods: A collection of 181 pearl millet inbred lines was phenotyped for their rhizosheath size, and thirteen contrasting genotypes were selected and grown under field conditions, and their root-adhering soil (RAS) was sampled. Microbial biomass, pH, mineral N content and six enzymatic activities involved in main nutrients cycles were analyzed, and metabarcoding of 16S rDNA and ITS were performed for bacterial and fungal diversity. Results: Enzymatic activities (chitinase, acid phosphomonoesterase, FDA-hydrolysis and β-glucosidase) were higher in RAS of larger rhizosheath lines than that of smaller rhizosheath one. Bacterial β-diversity showed a separation of the most contrasting lines in the principal coordinate analysis performed with the Bray-Curtis distance. Some bacteria from the Gaiellaceae and Sphingomonadaceae families and the Bradyrhizobium genus were associated with the large rhizosheath phenotype. Concerning the fungal community, we noticed a negative correlation between the specific richness and the rhizosheath size and Trichoderma genus was positively associated to the rhizosheath size. Conclusions: This study demonstrates that in pearl millet, rhizosheath size is related to soil nutrient dynamics and microbiota diversity. However, it also shows that other factors shape this trait and their relative importance must be determined.
- Published
- 2021