A lack of empirical evidence for the microbial regulation of ecosystem processes, including carbon (C) degradation, hinders our ability to develop a framework to directly incorporate the genetic composition of microbial communities in the enzyme-driven Earth system models. Herein we evaluated the linkage between microbial functional genes and extracellular enzyme activity in soil samples collected across three geographical regions of Australia. We found a strong relationship between different functional genes and their corresponding enzyme activities. This relationship was maintained after considering microbial community structure, total C and soil pH using structural equation modelling. Results showed that the variations in the activity of enzymes involved in C degradation were predicted by the functional gene abundance of the soil microbial community (R2>0.90 in all cases). Our findings provide a strong framework for improved predictions on soil C dynamics that could be achieved by adopting a gene-centric approach incorporating the abundance of functional genes into process models.

Harnessing plant microbiota can assist in sustainably increasing primary productivity to meet growing global demands for food and biofuel. However, development of rational microbiome-based approaches for improving crop yield and productivity is currently hindered by a lack of understanding of the major biotic and abiotic factors shaping the crop microbiome under relevant field conditions. We examined bacterial and fungal communities associated with both aerial (leaves, stalks) and belowground (roots, soil) compartments of four commercial sugarcane varieties (Saccharum spp.) grown in several growing regions in Australia. We identified drivers of the sugarcane microbiome under field conditions and evaluated whether the plants shared a core microbiome. Sugarcane-associated microbial assemblages were primarily determined by plant compartment, followed by growing region, crop age, variety and Yellow Canopy Syndrome (YCS). We detected a core set of microbiota and identified members of the core microbiome that were influenced by YCS incidence. Our study revealed key hub microorganisms in the core microbiome networks of sugarcane leaves, stalks, roots and rhizosphere soil despite location and time-associated shifts in the community assemblages. Elucidating their functional roles and identification of the keystone core microbiota that sustain plant health could provide a technological breakthrough for a sustainable increase in crop productivity.

Agricultural intensification is placing tremendous pressure on the soil's capacity to maintain its functions leading to large-scale ecosystem degradation and loss of productivity in the long term. Therefore, there is an urgent need to find early indicators of soil health degradation in response to agricultural management. In recent years, major advances in soil meta-genomic and spatial studies on microbial communities and community-level molecular characteristics can now be exploited as 'biomarker' indicators of ecosystem processes for monitoring and managing sustainable soil health under global change. However, a continental scale, cross biome approach assessing soil microbial communities and their functional potential to identify the unifying principles governing the susceptibility of soil biodiversity to land conversion is lacking. We conducted a meta-analysis from a dataset generated from 102 peer-reviewed publications as well as unpublished data to explore how properties directly linked to soil nutritional health (total C and N; C:N ratio), primary productivity (NPP) and microbial diversity and composition (relative abundance of major bacterial phyla determined by next generation sequencing techniques) are affected in response to agricultural management across the main biomes of Earth (arid, continental, temperate and tropical). In our analysis, we found strong statistical trends in the relative abundance of several bacterial phyla in agricultural (e.g., Actinobacteria and Chloroflexi) and natural (Acidobacteria, Proteobacteria, and Cyanobacteria) systems across all regions and these trends correlated well with many soil properties. However, main effects of agriculture on soil properties and productivity were biome-dependent. Our meta-analysis provides evidence on the predictable nature of the microbial community responses to vegetation type. This knowledge can be exploited in future for developing a new set of indicators for primary productivity and soil health.

To explore the genetic landscape of tumors from patients enrolled on the BOLERO-2 trial to identify potential correlations between genetic alterations and efficacy of everolimus treatment. The BOLERO-2 trial has previously demonstrated that the addition of everolimus to exemestane prolonged progression-free survival by more than twofold in patients with hormone receptor-positive, human epidermal growth factor receptor 2-negative, advanced breast cancer previously treated with nonsteroidal aromatase inhibitors.Next-generation sequencing was used to analyze genetic status of cancer-related genes in 302 archival tumor specimens from patients representative of the BOLERO-2 study population. Correlations between the most common somatic alterations and degree of chromosomal instability, and treatment effect of everolimus were investigated.Progression-free survival benefit with everolimus was maintained regardless of alteration status of PIK3CA, FGFR1, and CCND1 or the pathways of which they are components. However, quantitative differences in everolimus benefit were observed between patient subgroups defined by the exon-specific mutations in PIK3CA (exon 20 v 9) or by different degrees of chromosomal instability in the tumor tissues.The data from this exploratory analysis suggest that the efficacy of everolimus was largely independent of the most commonly altered genes or pathways in hormone receptor-positive, human epidermal growth factor receptor 2-negative breast cancer. The potential impact of chromosomal instabilities and low-frequency genetic alterations on everolimus efficacy warrants further investigation.

Summary Soil carbon (C) stabilisation is known to depend in part on its distribution in structural aggregates, and upon soil microbial activity within the aggregates. However, the mechanisms and relative contributions of different microbial groups to C turnover in different aggregates under various management practices remain unclear. The aim of this study was to determine the role of soil aggregation and their associated microbial communities in driving the responses of soil organic matter (SOM) to multiple management practices. Our results demonstrate that higher amounts of C inputs coupled with greater soil aggregation in residue retention management practices has positive effects on soil C content. Our results provide evidence that different aggregate size classes support distinct microbial habitats which supports the colonisation of different microbial communities. Most importantly our results indicate that the effects of management practices on soil C is modulated by soil aggregate sizes and their associated microbial community and are more pronounced in macro‐aggregate compared with micro‐aggregate sizes. Based on our findings we recommend that differential response of management practices and microbial control on the C turnover in macro‐aggregates and micro‐aggregate should be explicitly considered when accounting for management impacts on soil C turnover.