میکروبیوتای باکتریایی و حاصلخیزی خاک ریزوسفر زعفران (Crocus sativus L.) در حضور و غیاب گونه‌های فوزاریوم

شیوه‌های کشاورزی فشرده منجر به تخریب شدید خاک و از دست رفتن حاصلخیزی خاک شده است. بسیاری از بیماری‌های ناشی از خاک، این خاک‌های کشاورزی فشرده را تحت تأثیر قرار می‌دهند و عدم تعادل فیزیکی-شیمیایی و حاصلخیزی را بدتر می‌کنند. در میان عوامل بیماری‌زای متعدد، جنس Fusarium شامل اعضایی است که بسیاری از محصولات کشاورزی را از بین می‌برند، از جمله Crocus sativus L. که ترکیب و عملکرد جوامع میکروبی را نیز مختل می‌کند. این کار با هدف بررسی، برای اولین بار، جوامع باکتریایی ریزوسفر زعفران در حضور و عدم حضور فوزاریوز انجام شد. ریزوسفر مزارع زعفران در قلمرو لاکویلا (ایتالیا) با و بدون فوزاریوز نمونه‌برداری و تحت تجزیه و تحلیل میکروبیولوژیکی قرار گرفت. روش‌های وابسته به کشت، فوزاریوز را مشخص کردند. سنجش فعالیت دهیدروژناز تخمین زده شد. متابارکدگذاری ژن 16S rRNA، پیش‌بینی عملکرد متاژنوم و تجزیه و تحلیل شبکه نیز انجام شد. نتایج نشان داد که فوزاریوز، هنگامی که با شیوه‌های کشاورزی فشرده مرتبط است، باعث تغییراتی در جوامع میکروبی ریزوسفر می‌شود. رویکردهای وابسته به کشت و مستقل، تغییراتی را در جامعه باکتریایی در حضور فوزاریوز، همراه با عدم تعادل عملکردی و آنزیمی، نشان داده‌اند. نمونه‌ها شیوع گونه‌های کشت‌نشده و ناشناخته را نشان دادند. اکثر گونه‌های توالی آمپلیکون (ASV) شناخته‌شده با دودمان سودومونادوآ (هم‌خانواده پروتئوباکتریا) مرتبط بودند. ترکیب و غنای این شاخه به طور قابل توجهی با حضور فوزاریوم تغییر کرد. علاوه بر این، به نظر می‌رسد بیماری‌زایی، ارتباطات داخلی ASVها را بهبود می‌بخشد. عملکردهای متاژنوم نیز در حضور فوزاریوز اصلاح شدند.

Intensive agricultural practices have led to intense soil degradation and soil fertility losses. Many soil-borne diseases affect these intensive agricultural soils, worsening the physical-chemical and fertility imbalances. Among the numerous pathogens, the genus Fusarium includes members that destroy many crops, including Crocus sativus L., which also impairs the composition and functions of the microbial communities. This work aimed to investigate, for the first time, the bacterial communities of the rhizosphere of saffron in the presence and absence of fusariosis. The rhizosphere of the saffron fields in the territory of L’Aquila (Italy) with and without fusariosis was sampled and subjected to a microbiological analysis. Culture-dependent methods characterized the fusariosis. The dehydrogenase activity assay was estimated. The metabarcoding of the 16S rRNA gene, a metagenome functioning prediction, and a network analysis were also carried out. The results showed that fusariosis, when it is linked to intensive agricultural practices, causes alterations in the microbial communities of the rhizosphere. The culture-dependent and independent approaches have shown changes in the bacterial community in the presence of fusariosis, with functional and enzymatic imbalances. The samples showed a prevalence of uncultured and unknown taxa. Most of the known Amplicon Sequence Variants (ASVs) were associated with the Pseudomonadoa (syn. Proteobacteria) lineage. The composition and richness of this phylum were significantly altered by the presence of Fusarium. Moreover, pathogenesis appeared to improve the ASVs interconnections. The metagenome functions were also modified in the presence of fusariosis.