Summary An emerging experimental framework suggests that plants under biotic stress may actively seek help from soil microbes, but empirical evidence underlying such a ‘cry for help’ strategy is limited. We used integrated microbial community profiling, pathogen and plant transcriptive gene quantification and culture‐based methods to systematically investigate a three‐way interaction between the wheat plant, wheat‐associated microbiomes and Fusarium pseudograminearum ( Fp ). A clear enrichment of a dominant bacterium, Stenotrophomonas rhizophila (SR80), was observed in both the rhizosphere and root endosphere of Fp‐ infected wheat. SR80 reached 3.7 × 10 7 cells g −1 in the rhizosphere and accounted for up to 11.4% of the microbes in the root endosphere. Its abundance had a positive linear correlation with the pathogen load at base stems and expression of multiple defence genes in top leaves. Upon re‐introduction in soils, SR80 enhanced plant growth, both the below‐ground and above‐ground, and induced strong disease resistance by boosting plant defence in the above‐ground plant parts, but only when the pathogen was present. Together, the bacterium SR80 seems to have acted as an early warning system for plant defence. This work provides novel evidence for the potential protection of plants against pathogens by an enriched beneficial microbe via modulation of the plant immune system.

Objectives The safety and efficacy of the 3C-like protease inhibitor GC376 was tested on a cohort of client-owned cats with various forms of feline infectious peritonitis (FIP). Methods Twenty cats from 3.3–82 months of age (mean 10.4 months) with various forms of FIP were accepted into a field trial. Fourteen cats presented with wet or dry-to-wet FIP and six cats presented with dry FIP. GC376 was administered subcutaneously every 12 h at a dose of 15 mg/kg. Cats with neurologic signs were excluded from the study. Results Nineteen of 20 cats treated with GC376 regained outward health within 2 weeks of initial treatment. However, disease signs recurred 1–7 weeks after primary treatment and relapses and new cases were ultimately treated for a minimum of 12 weeks. Relapses no longer responsive to treatment occurred in 13 of these 19 cats within 1–7 weeks of initial or repeat treatment(s). Severe neurologic disease occurred in 8/13 cats that failed treatment and five cats had recurrences of abdominal lesions. At the time of writing, seven cats were in disease remission. Five kittens aged 3.3–4.4 months with wet FIP were treated for 12 weeks and have been in disease remission after stopping treatment and at the time of writing for 5–14 months (mean 11.2 months). A sixth kitten was in remission for 10 weeks after 12 weeks of treatment, relapsed and is responding to a second round of GC376. The seventh was a 6.8-year-old cat with only mesenteric lymph node involvement that went into remission after three relapses that required progressively longer repeat treatments over a 10 month period. Side effects of treatment included transient stinging upon injection and occasional foci of subcutaneous fibrosis and hair loss. There was retarded development and abnormal eruption of permanent teeth in cats treated before 16–18 weeks of age. Conclusions and relevance GC376 showed promise in treating cats with certain presentations of FIP and has opened the door to targeted antiviral drug therapy.

Objectives The aim of this study was to determine the safety and efficacy of the nucleoside analog GS-441524 for cats suffering from various forms of naturally acquired feline infectious peritonitis (FIP). Methods Cats ranged from 3.4–73 months of age (mean 13.6 months); 26 had effusive or dry-to-effusive FIP and five had non-effusive disease. Cats with severe neurological and ocular FIP were not recruited. The group was started on GS-441524 at a dosage of 2.0 mg/kg SC q24h for at least 12 weeks and increased when indicated to 4.0 mg/kg SC q24h. Results Four of the 31 cats that presented with severe disease died or were euthanized within 2–5 days and a fifth cat after 26 days. The 26 remaining cats completed the planned 12 weeks or more of treatment. Eighteen of these 26 cats remain healthy at the time of publication (OnlineFirst, February 2019) after one round of treatment, while eight others suffered disease relapses within 3–84 days. Six of the relapses were non-neurological and two neurological. Three of the eight relapsing cats were treated again at the same dosage, while five cats had the dosage increased from 2.0 to 4.0 mg/kg q24h. The five cats treated a second time at the higher dosage, including one with neurological disease, responded well and also remain healthy at the time of publication. However, one of the three cats re-treated at the original lower dosage relapsed with neurological disease and was euthanized, while the two remaining cats responded favorably but relapsed a second time. These two cats were successfully treated a third time at the higher dosage, producing 25 long-time survivors. One of the 25 successfully treated cats was subsequently euthanized due to presumably unrelated heart disease, while 24 remain healthy. Conclusions and relevance GS-441524 was shown to be a safe and effective treatment for FIP. The optimum dosage was found to be 4.0 mg/kg SC q24h for at least 12 weeks.

Summary Stingless bees are globally important social corbiculate bees, fulfilling critical pollination roles in many ecosystems; however, their gut microbiota, especially fungal communities, are not well characterized to date. We collected 121 bee samples from two species, Tetragonula carbonaria and Austroplebeia australis , across a distance of 1,200 km of eastern Australia, and analysed their gut microbiomes. We found that the gut bacterial richness of T. carbonaria was influenced by geography (latitude and longitude) and positively correlated to an established fitness indicator in insects; namely, host forewing length/size that relates to flight capacity of stingless bees. We characterized the core microbiomes of the two bees and found that they consisted of the bacterial taxa Snodgrassella, Lactobacillus , Acetobacteraceae and Bombella , and the fungal taxa Didymellaceae, Monocilium mucidum, Malassezia restricta and Aureobasidium pullulans . Both host species identity and management (wild or managed) significantly influenced the gut microbial diversity and composition, and similarity between colonies declined as the geographical distance between them increased. This result was also supported by our co-existing network analyses. Overall, we have thoroughly analysed stingless bee gut microbiomes, and provided novel evidence that T. carbonaria bees with larger wings or from more southern populations have higher microbial diversity in their guts. Originality-Significance Statement Beneficial interactions between insects and their microbial symbionts are pivotal for their fitness. In this study, we analysed the gut microbiomes of two stingless bee species, Tetragonula carbonaria and Austroplebeia australis , that are widespread and important pollinators in Australia. We characterized their gut microbiomes and detected a significant positive correlation between gut bacterial richness and host forewing size for T. carbonaria ; the first time that gut microbial diversity has been linked to a morphological trait in stingless bees. Furthermore, we found that host species’ identity, management type (wild or managed) and geography all significantly influenced bee gut microbial diversity and composition, and were able to describe both bacterial and fungal core microbial taxa. This study reveals novel understandings of stingless bee gut microbiomes and provides the basis for utilizing microbial strategies to maintain colony health.

Summary Emerging experimental framework suggests that plants under biotic stress may actively seek help from soil microbes, but empirical evidence underlying such a ‘cry for help’ strategy is limited. We used integrated microbial community profiling, pathogen and plant transcriptive gene quantification and culture-based methods to systematically investigate a three-way interaction between the wheat plant, wheat-associated microbiomes and Fusarium pseudograminearum ( Fp ). A clear enrichment of a dominant bacterium, Stenotrophomonas rhizophila (SR80), was observed in both the rhizosphere and root endosphere of Fp- infected wheat. SR80 reached 3.7×10 7 cells g -1 in the rhizosphere and accounted for up to 11.4% of the microbes in the root endosphere. Its abundance had a positive linear correlation with the pathogen load at base stems and expression of multiple defense genes in top leaves. Upon re-introduction in soils, SR80 enhanced plant growth, both the below- and above-ground, and induced strong disease resistance by priming plant defense in the aboveground plant parts, but only when the pathogen was present Together, the bacterium SR80 seems to have acted as an early warning system for plant defense. This work provides novel evidence for the potential protection of plants against pathogens by an enriched beneficial microbe via modulation of the plant immune system.

Grasslands are integral to maintaining biodiversity and key ecosystem services and are under threat from climate change. Plant and soil microbial diversity, and their interactions, support the provision of multiple ecosystem functions (multifunctionality). However, it remains virtually unknown whether plant and soil microbial diversity explain a unique portion of total variation or shared contributions to supporting multifunctionality across global grasslands. Here, we combine results from a global survey of 101 grasslands with a novel microcosm study, controlling for both plant and soil microbial diversity to identify their individual and interactive contribution to support multifunctionality under aridity and experimental drought. We found that plant and soil microbial diversity independently predict a unique portion of total variation in above- and belowground functioning, suggesting that both types of biodiversity complement each other. Interactions between plant and soil microbial diversity positively impacted multifunctionality including primary production and nutrient storage. Our findings were also climate context dependent, since soil fungal diversity was positively associated with multifunctionality in less arid regions, while plant diversity was strongly and positively linked to multifunctionality in more arid regions. Our results highlight the need to conserve both above- and belowground diversity to sustain grassland multifunctionality in a drier world and indicate climate change may shift the relative contribution of plant and soil biodiversity to multifunctionality across global grasslands.

Abstract Pleiotropy is frequently detected in agronomic traits of wheat ( Triticum aestivum ). A locus on chromosome 4B, QTn/Ptn/Sl/Sns/Al/Tgw/Gl/Gw.caas-4B , proved to show pleiotropic effects on tiller, spike, and grain traits using a recombinant inbred line (RIL) population of Qingxinmai × 041133. The allele from Qingxinmai increased tiller numbers, and the allele from line 041133 produced better performances of spike traits and grain traits. Another 52 QTL for the eight traits investigated were detected on 18 chromosomes, except for chromosomes 5D, 6D, and 7B. Several genes in the genomic interval of the locus on chromosome 4B were differentially expressed in crown and inflorescence samples between Qingxinmai and line 041133. The development of the KASP marker specific for the locus on chromosome 4B is useful for molecular marker-assisted selection in wheat breeding.

Phosphorus (P)-deficient soils serve as crucial habitats for endangered plant species. Microbiomes play pivotal roles in soil element cycling and in determining a plant’s adaptability to the environment. However, the relationship between the endangered plant, microbiome, and soil stoichiometric traits, and how it affects plant adaption to P-deficient habitats remain largely unexplored. In this study, we investigated the microbiome (bacteria and fungi) in the rhizosphere of Firmiana danxiaensis, an endangered plant species growing exclusively in P-deficient acidic soils on Mt. Danxia, South China; the non-endangered coexisting tree species Pinus massoniana was used as a reference. Our results showed that soil traits in the rhizosphere of F. danxiaensis differed significantly from that of P. massoniana , including higher soil pH, lower C:N, and higher N:P. The rhizosphere of F. danxiaensis harbors higher microbial diversity and different microbial communities from P. massoniana . Using the machine learning approach, we characterized 76 bacterial and 20 fungal phylotypes dominated in F. danxiaensis rhizosphere, most of which had strong impacts on microbial ecological network structure (they accounted for only 0.33% node numbers but linked 21.2% of the nodes in the network); specifically, Udaeobacter spp., a highly abundant (constituting 4.07% of the total bacterial community) member of Verrucomicrobiota exclusively accumulated in the rhizosphere of F. danxiaensis but not P. massoniana , demonstrated a pronounced ecological prefers toward F. danxiaensis rhizosphere habitat (high pH, low C:N and high N:P) and potential antagonistic indication. In contrast, P. massoniana rhizosphere harbored more Subgroup2 of Acidobacteria and Gammaproteobacterial N-fixer. Taken together, this study provided novel evidence that endangered plants recruited a unique microbiome characterized by Udaeobacter spp. favoring high N habitat. It contributes not only to our understanding of microbiome recruitment by plants in P-deficient acidic soils, but also underscores the importance of microbiome in the conservation and population restoration of endangered plants.