Реакция бактериального сообщества ризосферы пшеницы на Bromus tectorum (L.) и прикорневую гниль, вызываемую Fusarium pseudograminearum

Ежегодные потери урожая сельскохозяйственных культур из-за болезней и сорняков могут быть значительными. В северной части Великих равнин Bromus tectorum (L.), также известный как костёр кровельный, и Fusarium pseudograminearum, вызывающий прикорневую гниль, образуют комплекс вредных организмов разных трофических уровней, угрожающий устойчивому производству пшеницы. В этом исследовании оценивали влияние этих вредных организмов на бактериальное сообщество ризосферы пшеницы. Полевые испытания проводили в четырех сочетаниях «место—год» на делянках, инокулированных F. pseudograminearum, по рандомизированной схеме с расщеплёнными делянками; изучали две нормы высева, две нормы внесения азотных удобрений, а также наличие или отсутствие B. tectorum. Для оценки влияния обработки семян фунгицидом на численность F. pseudograminearum применяли также протравливание семян. Бактериальные сообщества ризосферы анализировали методом секвенирования полноразмерной 16S рРНК на платформе Oxford Nanopore с последующим анализом разнообразия, моделированием структурными уравнениями и анализом сетей совместной встречаемости. Альфа- и бета-разнообразие значимо различались между сочетаниями «место—год». Результаты моделирования структурными уравнениями показали отрицательную связь (β = −0,180; p = 0,002) между присутствием F. pseudograminearum и альфа- и бета-разнообразием бактериального сообщества ризосферы. Влияние присутствия B. tectorum, нормы высева, азотных удобрений и обработки фунгицидом значимым не было. При корреляционном анализе выявлены отдельные таксоны бактерий, реагировавшие на присутствие F. pseudograminearum, включая предположительно полезные виды родов Massilia, Bacillus и Neobacillus. Их положительная корреляция с присутствием патогена может указывать на механизм стрессового ответа. Анализ сетей показал, что присутствие F. pseudograminearum снижало сплочённость сети и показатели связанности по сравнению с вариантами с меньшей нагрузкой патогеном. Эти результаты показывают, что присутствие грибного патогена может изменять сети ризосферных бактерий даже при минимальных изменениях общих показателей разнообразия, что подчёркивает важность сетевого анализа для изучения взаимодействий растений, микроорганизмов и патогенов в агроэкосистемах.