BACKGROUND When maize (Zea mays L.) is grown in the Northern hemisphere, its development is heavily arrested by chilling temperatures, especially at the juvenile phase. As some endophytes are beneficial for plants under stress conditions, we analyzed the impact of chilling temperatures on the root microbiome and examined whether microbiome-based analysis might help to identify bacterial strains that could promote growth under these temperatures. RESULTS We investigated how the maize root microbiome composition changed by means of 16S rRNA gene amplicon sequencing when maize was grown at chilling temperatures in comparison to ambient temperatures by repeatedly cultivating maize in field soil. We identified 12 abundant and enriched bacterial families that colonize maize roots, consisting of bacteria recruited from the soil, whereas seed-derived endophytes were lowly represented. Chilling temperatures modified the root microbiome composition only slightly, but significantly. An enrichment of several chilling-responsive families was detected, of which the Comamonadaceae and the Pseudomonadaceae were the most abundant in the root endosphere of maize grown under chilling conditions, whereas only three were strongly depleted, among which the Streptomycetaceae. Additionally, a collection of bacterial strains isolated from maize roots was established and a selection was screened for growth-promoting effects on juvenile maize grown under chilling temperatures. Two promising strains that promoted maize growth under chilling conditions were identified that belonged to the root endophytic bacterial families, from which the relative abundance remained unchanged by variations in the growth temperature. CONCLUSIONS Our analyses indicate that chilling temperatures affect the bacterial community composition within the maize root endosphere. We further identified two bacterial strains that boost maize growth under chilling conditions. Their identity revealed that analyzing the chilling-responsive families did not help for their identification. As both strains belong to root endosphere enriched families, visualizing and comparing the bacterial diversity in these communities might still help to identify new PGPR strains. Additionally, a strain does not necessarely need to belong to a high abundant family in the root endosphere to provoke a growth-promoting effect in chilling conditions. Video abstract.

中文翻译：

---

进入玉米根微生物组，以鉴定在寒冷条件下促进生长的细菌。

背景技术当玉米（Zea mays L.）在北半球生长时，其发育被寒冷温度特别是在幼年期严重地阻止了。由于某些内生菌在胁迫条件下对植物有益，因此我们分析了低温对根部微生物组的影响，并研究了基于微生物组的分析是否可以帮助鉴定在这些温度下可以促进生长的细菌菌株。结果我们研究了在低温环境下与在田间土壤中反复种植玉米相比，在室温下生长玉米时，玉米根系微生物组组成如何通过16S rRNA基因扩增子序列改变。我们确定了12个丰富而丰富的细菌家族，它们定居在玉米根部，其中包括从土壤中吸收的细菌，而种子来源的内生菌的代表性较低。低温仅轻微但显着地改变了根微生物组的组成。检测到了几个对冷害反应的家族的富集，其中在低温条件下生长的玉米根内层中，Comamonadaceae和Pseudomonadaceae含量最高，而其中只有3个是极度枯竭的，其中链霉菌科。此外，建立了从玉米根中分离出的细菌菌株的集合，并筛选了在低温下对玉米生长的促进作用的选择。确定了两个在寒冷条件下促进玉米生长的有希望的菌株，它们均属于内生细菌根系，由于生长温度的变化，相对丰度保持不变。结论我们的分析表明，低温会影响玉米根内球体内的细菌群落组成。我们进一步确定了在寒冷条件下能促进玉米生长的两种细菌菌株。他们的身份表明，分析应对寒冷的家庭并不能帮助他们进行识别。由于这两个菌株均属于根内圈富集科，因此可视化和比较这些群落中的细菌多样性仍可能有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高度丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。结论我们的分析表明，低温会影响玉米根内球体内的细菌群落组成。我们进一步确定了在寒冷条件下能促进玉米生长的两种细菌菌株。他们的身份表明，分析应对寒冷的家庭并不能帮助他们进行识别。由于这两个菌株均属于根内圈富集科，因此可视化和比较这些群落中的细菌多样性仍可能有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。结论我们的分析表明，低温会影响玉米根内球体内的细菌群落组成。我们进一步确定了在寒冷条件下能促进玉米生长的两种细菌菌株。他们的身份表明，分析应对寒冷的家庭并不能帮助他们进行识别。由于这两个菌株均属于根内圈富集科，因此可视化和比较这些群落中的细菌多样性仍可能有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。我们进一步确定了在寒冷条件下能促进玉米生长的两种细菌菌株。他们的身份表明，分析应对寒冷的家庭并不能帮助他们进行识别。由于这两个菌株都属于根内圈富集科，因此可视化和比较这些群落中的细菌多样性仍可能有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高度丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。我们进一步确定了在寒冷条件下能促进玉米生长的两种细菌菌株。他们的身份表明，分析应对寒冷的家庭并不能帮助他们进行识别。由于这两个菌株均属于根内圈富集科，因此可视化和比较这些群落中的细菌多样性仍可能有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高度丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。可视化和比较这些社区中细菌的多样性可能仍有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高度丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。可视化和比较这些社区中细菌的多样性可能仍有助于鉴定新的PGPR菌株。另外，在寒冷条件下，菌株不必在根内球体中属于高度丰富的家族，以激发生长促进作用。录像摘要。