ABSTRACT Seed microbiota constitutes a primary inoculum for plants that is gaining attention due to its role for plant health and productivity. Here, we performed a meta-analysis on 63 seed microbiota studies covering 50 plant species to synthesize knowledge on the diversity of this habitat. Seed microbiota are diverse and extremely variable, with taxa richness varying from one to thousands of taxa. Hence, seed microbiota presents a variable (i.e flexible) microbial fraction but we also identified a stable (i.e. core) fraction across samples. Around 30 bacterial and fungal taxa are present in most plant species and in samples from all over the world. Core taxa, such as Pantoea agglomerans, Pseudomonas viridiflava, P. fluorescens, Cladosporium perangustum and Alternaria sp ., are dominant seed taxa. The characterization of the core and flexible seed microbiota provided here will help uncover seed microbiota roles for plant health and design effective microbiome engineering.

Abstract Gaining basic understanding of processes involved in seed microbiota assembly is a prerequisite for improving crop establishment. Investigation of microbiota structure during seed development revealed that individual seeds of bean and radish were associated with a dominant bacterial taxon representing more than 75% of all reads. The identity of this taxon was highly variable between plants and within seeds of the same plant. Succession of dominant taxa occurred during seed filling and maturation through Selection . In a second step, we evaluated seed to seedling transmission of these dominant seed-borne taxa. We showed that initial bacterial abundance on seeds was not a good predictor of seedling transmission and that the identity of seed-borne taxa can impact seedling phenotype. Altogether this work unveiled that seeds are colonized by few bacterial taxa of highly variable identity, which appears to be important for the early stages of plant development.

Abstract Various microbes isolated from healthy plants are detrimental under laboratory conditions, indicating the existence of molecular mechanisms preventing disease in nature. Here, we demonstrated that application of sodium chloride (NaCl) in natural and gnotobiotic soil systems is sufficient to induce plant disease caused by an otherwise non-pathogenic root-derived Pseudomonas brassicacearum isolate (R401). Disease caused by combinatorial treatment of NaCl and R401 triggered extensive, root-specific transcriptional reprogramming that did not involve down-regulation of host innate immune genes, nor dampening of ROS-mediated immunity. Instead, we identified and structurally characterized the R401 lipopeptide brassicapeptin A as necessary and sufficient to promote disease on salt-treated plants. Brassicapeptin A production is salt-inducible, promotes root colonization and transitions R401 from being beneficial to being detrimental on salt-treated plants by disturbing host ion homeostasis, thereby bolstering susceptibility to osmolytes. We conclude that the interaction between a global change stressor and a single exometabolite from a member of the root microbiome promotes plant disease in complex soil systems.