MARC

 008260126s2025        us                              c    eng  d
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■035    ▼a(MiAaPQ)AAI32278386
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a574.5
■1001  ▼aMueller,  Taz.
■24510▼aUntangling  Spatial,  Environmental,  and  Genetic  Drivers  of  Foliar  Endophyte  Community  Assembly
■260    ▼a[Sl]▼bUniversity  of  Minnesota▼c2025
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2025
■300    ▼a133  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  87-05,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Moeller,  David  A.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  Minnesota,  2025.
■520    ▼aPlants  and  their  microbiomes  form  integrated  systems  where  the  boundaries  between  host  and  microbe  are  often  blurred.  Foliar  fungal  endophytes-fungi  living  asymptomatically  inside  healthy  leaves-colonize  virtually  all  terrestrial  plants  and  can  profoundly  influence  host  performance  through  effects  on  stress  tolerance,  pathogen  resistance,  and  resource  acquisition.  Despite  their  ubiquity  and  ecological  importance,  we  lack  fundamental  understanding  of  what  determines  which  fungi  colonize  which  plants.  The  central  challenge  is  that  multiple  processes  simultaneously  shape  communities-dispersal  moves  microbes  across  landscapes,  environmental  conditions  filter  which  taxa  can  persist,  and  host  plants  selectively  permit  or  exclude  colonizers  based  on  their  traits-but  these  processes  operate  at  different  spatial  scales  and  interact  in  complex  ways  that  are  rarely  studied  together,  particularly  in  natural  field  environments.Understanding  microbial  community  assembly  requires  disentangling  processes  that  operate  hierarchically  across  biological  scales.  Regional  dispersal  patterns  determine  which  taxa  are  present  in  a  landscape,  local  environmental  conditions  filter  this  regional  species  pool,  and  host  plants  impose  a  final  filter  through  their  genetic  makeup  and  expressed  traits.  However,  testing  this  framework  is  challenging  because  spatial  and  environmental  variation  are  often  confounded,  environmental  conditions  can  alter  host  trait  expression,  and  the  specific  plant  traits  mediating  host  genetic  effects  remain  largely  mysterious.  While  agricultural  systems  have  provided  valuable  mechanistic  insights,  wild  plant  populations  remain  critically  understudied,  particularly  through  experimental  approaches  that  can  establish  causation  rather  than  correlation.  I  address  these  challenges  through  a  novel  ecological  genetics  approach  that  combines  observational  surveys  with  experimental  manipulations  of  host  origin  and  genotype  in  wild  populations.  Working  with  Clarkia  xantiana,  a  wild  annual  wildflower  native  to    California's  Sierra  Nevada  foothills,  I  progressively  narrow  spatial  scale  while  increasing  experimental  control.  In  Chapter  I,  I  surveyed  endophyte  communities  across  50  sites  spanning  100  kilometers  to  quantify  how  community  structure  is  associated  with  geographic  distance,  environmental  factors,  and  host  identity.  I  separated  out  these  often-confounded  factors  by  repeatedly  co-sampling  three  herbaceous  plant  species  across  a  topographically  complex  landscape  where  space  and  environment  are  largely  decoupled.  Our  study  reveals  that  community  composition  shows  strong  associations  with  spatial  distance,  while  alpha  diversity  varies  in  relation  to  environmental  gradients  differently  across  host  species.  Within  sites,  host  species  harbor  largely  distinct  communities,  yet  the  specific  taxa  associated  with  each  host  vary  inconsistently  across  locations.  This  chapter  establishes  that  different  assembly  processes  may  affect  different  axes  of  community  variation  and  that  the  strength  of  host  associations  is  scale-dependent.In  Chapter  II,  I  implement  a  fully  reciprocal  transplant  experiment  across  four  sites,  growing  plants  from  four  genetically  differentiated  source  populations  at  all  four  sites  in  a  factorial  design.  Despite  clear  fitness  variation  among  populations,  I  find  that  site  effects  overwhelm  source  population  influences  on  endophyte  communities.  Local  environmental  filtering  and  the  available  microbial  species  pool  appear  far  more  important  than  host  population  genetics,  even  though  populations  differ  in  traits  potentially  relevant  to  microbe  interactions.  This  reveals  that  while  host  species  identity  matters,  naturally  occurring  intraspecific  genetic  variation  has  minimal  detectable  effects  under  realistic  field  conditions.In  Chapter  III,  I  take  an  experimental  ecological  genetic  approach,  manipulating  host  genotype  within  a  single  site  using  recombinant  inbred  lines  that  segregate  for  leaf  anthocyanin  content.  By  creating  genetic  variation  in  this  target  trait  that  exceeds  what  is  found  in  natural  populations,  I  test  mechanistic  hypotheses  about  trait-mediated  assembly.  Growing  48  genetic  lines  under  factorial  water  and  fungicide  treatments,  I  find  that  anthocyanin  content  strongly  predicts  both  community  diversity  and  composition,  with  high-anthocyanin  plants  supporting  greater  diversity  while  excluding  potentially  pathogenic  taxa  that  dominate  low-anthocyanin  plants.  This  work  demonstrates  that  host  chemical  traits  can  mechanistically  filter  fungal  colonization,  revealing  that  while  naturally  occurring  population-level  variation  may  be  insufficient  to  structure  communities  (Chapter  II),  experimental  manipulation  of  genetic  variation  exposes  underlying  trait-based  mechanisms.  This  establishes  that  secondary  metabolite  variation  represents  a  fundamental  organizing  principle  in  foliar  microbiome  assembly,  with  implications  for  understanding  how  plant  chemical  diversity  shapes  microbial  communities  and  how  these  interactions  might  evolve  or  be  manipulated.  Taken  together,  this  work  establishes  a  hierarchical  framework  where  regional  dispersal  patterns,  local  environmental  filtering,  and  host  chemical  traits  interact  across  scales  to  shape  microbial  community  assembly  in  natural  ecosystems.  By  revealing  which  processes  operate  at  which  scales  and  identifying  specific  mechanisms  of  host  filtering  through  experimental  manipulation  in  wild  plant  populations-an  approach  rarely  applied  to  research  on  foliar  endophytes-this  dissertation  provides  a  conceptual  foundation  for  understanding  the  community  assembly  frameworks  that  shape  plant  microbiomes.
■590    ▼aSchool  code:  0130.
■650  4▼aEcology
■650  4▼aMicrobiology
■650  4▼aBotany
■650  4▼aGenetics
■653    ▼aAnthocyanins
■653    ▼aCommunity  assembly
■653    ▼aEnvironmental  filters
■653    ▼aFungal  endophytes
■653    ▼aGenetic  filters
■653    ▼aPlant  microbiome
■690    ▼a0329
■690    ▼a0410
■690    ▼a0309
■690    ▼a0369
■71020▼aUniversity  of  Minnesota▼bEcology,  Evolution  and  Behavior.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g87-05B.
■790    ▼a0130
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2025
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17360040▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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