Abstract Factors such as host age, sex, diet, health status and genotype constitute the environmental envelope shaping microbial communities in the host’s gut. It has also been proposed that gut microbiota may be influenced by host epigenetics. Although the relationship between the host’s genotype/epigenotype and its associated microbiota has been the focus of a number of recent studies, the relative importance of these interactions and their biological relevance are still poorly understood. We used methylation-sensitive genotyping by sequencing to genotype and epigenotype invasive cane toads ( Rhinella marina ) from the species’ Australian range-core (three sites) and the invasion-front (three sites), and 16S rRNA gene sequencing to characterize their gut bacterial communities. We tested the effect of host genotype and epigenotype (i.e., methylome) on gut bacterial communities. Our results indicate that the genotypes, epigenotypes and gut communities of the range-core and invasion-front are significantly different from one another. We found a positive association between host pairwise genetic and epigenetic distances. More importantly, a positive relationship was found between the host’s epigenetic and gut bacterial pairwise distances. Interestingly, this association was stronger in individuals with low genetic differentiation. Our findings suggest that in range-expanding populations, where individuals are often genetically similar, the interaction between gut bacterial communities and host methylome may provide a mechanism through which invaders increase the plasticity of their response to novel environments, potentially increasing their invasion success.

Abstract Soil is an important factor that contributes to the uniqueness of a wine produced by vines grown in specific conditions. Recent data shows that the composition, diversity and function of soil microbial communities may play important roles in determining wine quality and indirectly affect its economic value. Here, we evaluated the impact of environmental variables on the soil microbiomes of 22 Barossa Valley vineyard sites based on the 16S rRNA gene hypervariable region 4. In this study, we report that environmental heterogeneity (soil plant-available P content, elevation, rainfall, temperature, spacing between row and spacing between vine) caused more microbial dissimilarity than geographic distance. Vineyards located in cooler and wetter regions showed lower beta diversity and a higher ratio of dominant taxa. Differences in microbial community composition were significantly associated with differences in fruit traits and in wine chemical and metabolomic profiles, highlighting the potential influence of microbial communities on the phenotype of grapevines. Our results suggest that environmental factors affect wine terroir, and this may be mediated by changes in microbial structure, thus providing a basic understanding of how growing conditions affect interactions between plants and their soil microbiomes.

Abstract Gut bacterial communities influence, and are influenced by, the behaviour and ecology of their hosts. Those interactions have been studied primarily in humans and model organisms, but we need field research to understand the relationship between an organism’s gut bacteria and its ecological challenges, such as those imposed by rapid range expansion (as in invasive species) and the presence of host-manipulating parasites. Cane toads ( Rhinella marina ) provide an excellent model system in this respect, because the species’ ongoing colonization of Australia has enforced major changes in phenotypic traits (including behaviour), and lungworm parasites ( Rhabdias pseudosphaerocephala ) modify host gut function in ways that enhance the viability of lungworm larvae. We collected female toads from across the species’ invasive range and studied their morphology, behaviour, parasite infection status and gut bacterial community. Range-core versus range-edge toads differed in morphology, behaviour, gut bacterial composition and predicted gut bacterial function but did not differ in the occurrence of parasite infection nor in the intensity of infection. Toads infected with lungworms differed from uninfected conspecifics in gut bacterial composition and diversity. Our study demonstrates strong associations between gut bacterial community and host ecology and behaviour.