27の作物種のアーバスキュラー菌根共生症に対する家畜化の影響

アーバスキュラー菌根（AM）共生は、栄養の鍵の鍵であり、したがって、持続可能な農業の潜在的に鍵です。受精およびその他の農業慣行は、土壌AM菌類と根の植民地化を減らします。このような状態は、低菌根症の反応性作物の進化を促進する可能性があります。したがって、家畜化の下での進化が作物のAM共生を変えたかどうか、どのように進化したかを尋ねます。27の作物種とその野生の前駆細胞にわたる菌根の反応性に対する家畜化の効果を測定しました。さらに、14の作物のサブセットでは、対照的なリン（P）利用可能性の下で家畜化効果が異なるかどうかをテストしました。家畜化に対するAM共生の反応は、Pの可用性によって異なりました。平均して、野生の前駆細胞は、Pの入手可能性に関係なくAM共生の恩恵を受けましたが、飼いならされた作物はP制限条件下でのみ利益を得ました。反応の大きさと方向は27の作物の間で多様であり、系統発生的親和性または微細な根の特性を伴う協調的進化とは無関係でした。私たちの結果は、家畜化に関連するAM共生の効率の混乱を示しています。高い施肥の下で、家畜化は、AM菌類と関連する植物宿主の間の資源人身売買の規制を変更した可能性があります。作物が一般的に高い受精の下で育てられることを条件として、この結果は持続可能な農業に重要な意味を持っています。

The arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis is key to plant nutrition, and hence is potentially key in sustainable agriculture. Fertilization and other agricultural practices reduce soil AM fungi and root colonization. Such conditions might promote the evolution of low mycorrhizal responsive crops. Therefore, we ask if and how evolution under domestication has altered AM symbioses of crops. We measured the effect of domestication on mycorrhizal responsiveness across 27 crop species and their wild progenitors. Additionally, in a subset of 14 crops, we tested if domestication effects differed under contrasting phosphorus (P) availabilities. The response of AM symbiosis to domestication varied with P availability. On average, wild progenitors benefited from the AM symbiosis irrespective of P availability, while domesticated crops only profited under P-limited conditions. Magnitudes and directions of response were diverse among the 27 crops, and were unrelated to phylogenetic affinities or to the coordinated evolution with fine root traits. Our results indicate disruptions in the efficiency of the AM symbiosis linked to domestication. Under high fertilization, domestication could have altered the regulation of resource trafficking between AM fungi and associated plant hosts. Provided that crops are commonly raised under high fertilization, this result has important implications for sustainable agriculture.