Metabolic profiles of microorganisms associated with the halophyte Salicornia europaea in soils with different levels of salinity

Abstract

Plants have evolved a wide range of adaptation mechanisms that enable them to grow and develop in environments of high soil salinity. We examine the plant—microbial interactions of Salicornia europaea (Herbaceae) as potential mechanisms responsible for the high tolerance of halophytes to saline conditions. We evaluated the impact of different NaCl concentrations on microorganisms associated with S. europaea growing at 2 saline sites in central Poland: a salty meadow in the vicinity of a soda factory (anthropogenic salinity) and an area affected by natural brine (landscape park). The community-level physiological profiles of microorganisms associated with the plant were determined for endophytes from the roots, rhizosphere, and salt-affected soil. The highest total microbial metabolic activity, irrespective of the test site, was always in the rhizosphere, while the activity of endophytic and soil populations depended on salinity. In general, a higher total metabolic activity was observed at the test site exhibiting higher salt concentration. We propose that increased metabolic activity of microbial populations under increased salt stress can significantly contribute to the site adaptation of halophytes to saline conditions.

Résumé

Les plantes ont développé une grande variété de mécanismes adaptatifs leur permettant de croître et de s'épanouir dans des environnements ayant une salinité élevée. Nous examinons les interactions plante-microbes chez Salicornia europaea (herbacée) comme des mécanismes potentiellement responsables de la tolérance élevée des halophytes aux conditions salines. Nous avons évalué l'impact de différentes concentrations de NaCl sur les microorganismes associés à S. europaea dans deux sites salins dans le centre de la Pologne: un pré salé dans les environs d'une usine de soude (salinité anthropique) et une zone dans laquelle on retrouve des saumures naturelles (aire protégée). Les profils physiologiques de la communauté de microorganismes associés à cette plante ont été déterminés pour les endophytes des racines, la rhizosphère et le sol affectés par le sel. L'activité métabolique microbienne totale la plus élevée était toujours dans la rhizosphère, quel que soit le site testé, tandis que l'activité des populations d'endophytes et de microbes du sol variait avec la salinité. En général, l'activité métabolique totale la plus élevée était observée au site ayant la plus forte concentration en sel. Nous proposons que l'activité métabolique plus élevée des populations microbiennes soumises à un plus grand stress lié au sel puisse contribuer de façon significative à l'adaptation des halophytes aux conditions salines d'un site.

Keywords:

• bacteria
• endophytes
• halophytes
• rhizosphere
• salinity

Mots-clés:

• bactéries
• endophytes
• halophytes
• rhizosphère
• salinité