PREMISE Multipartite mutualisms are widespread in nature, but population-level variation in these interactions is rarely quantified. In the model multipartite mutualism between legumes, arbuscular mycorrhizal (AM) fungi and rhizobia bacteria, host responses to microbial partners are expected to be synergistic because the nutrients provided by each microbe colimit plant growth, but tests of this prediction have not been done in multiple host populations. METHODS To test whether plant response to associations with AM fungi and rhizobia varies among host populations and whether synergistic responses to microbial mutualists are common, we grew 34 Medicago truncatula populations in a factorial experiment that manipulated the presence or absence of each mutualist. RESULTS Plant growth increased in response to each mutualist, but there were no synergistic effects. Instead, plant response to inoculation with AM fungi was an order of magnitude higher than with rhizobia. Plant response to AM fungi varied among populations, whereas responses to rhizobia were relatively uniform. There was a positive correlation between plant host response to each mutualist but no correlation between AM fungal colonization and rhizobia nodulation of plant roots. CONCLUSIONS The greater population divergence in host response to AM fungi relative to rhizobia, weak correlation in host response to each microbial mutualist, and the absence of a correlation between measures of AM fungal and rhizobia performance suggests that each plant-microbe mutualism evolved independently among M. truncatula populations.

中文翻译：

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宿主植物对多种微生物共生者反应的种群水平变化

前提 多方共生在自然界中很普遍，但这些相互作用中的种群水平变化很少被量化。在豆科植物、丛枝菌根 (AM) 真菌和根瘤菌之间的多部分共生模型中，宿主对微生物伙伴的反应预计具有协同作用，因为每种微生物提供的养分限制了植物的生长，但尚未对这种预测进行多次测试。宿主种群。方法为了测试植物对 AM 真菌和根瘤菌关联的反应是否因宿主种群而异，以及对微生物共生菌的协同反应是否常见，我们在一个因子实验中种植了 34 个蒺藜苜蓿种群，该实验控制了每个共生菌的存在与否。结果 植物生长随着每个互惠者的增加而增加，但没有协同效应。相反，植物对接种 AM 真菌的反应比根瘤菌高一个数量级。植物对 AM 真菌的反应因种群而异，而对根瘤菌的反应相对一致。植物宿主对每个共生者的反应之间存在正相关，但 AM 真菌定植与植物根的根瘤菌结瘤之间没有相关性。结论 相对于根瘤菌而言，宿主对 AM 真菌的反应存在较大的种群差异，宿主对每种微生物共生菌的反应之间的相关性较弱，而且 AM 真菌和根瘤菌性能的测量之间没有相关性，这表明每种植物 - 微生物共生菌在 M 中独立进化。 . truncatula 种群。植物对接种 AM 真菌的反应比接种根瘤菌高一个数量级。植物对 AM 真菌的反应因种群而异，而对根瘤菌的反应相对一致。植物宿主对每个共生者的反应之间存在正相关，但 AM 真菌定植与植物根的根瘤菌结瘤之间没有相关性。结论 相对于根瘤菌而言，宿主对 AM 真菌的反应存在较大的种群差异，宿主对每种微生物共生菌的反应之间的相关性较弱，而且 AM 真菌和根瘤菌性能的测量之间没有相关性，这表明每种植物 - 微生物共生菌在 M 中独立进化。 . truncatula 种群。植物对接种 AM 真菌的反应比接种根瘤菌高一个数量级。植物对 AM 真菌的反应因种群而异，而对根瘤菌的反应相对一致。植物宿主对每个共生者的反应之间存在正相关，但 AM 真菌定植与植物根的根瘤菌结瘤之间没有相关性。结论 相对于根瘤菌而言，宿主对 AM 真菌的反应存在较大的种群差异，宿主对每种微生物共生菌的反应之间的相关性较弱，而且 AM 真菌和根瘤菌性能的测量之间没有相关性，这表明每种植物 - 微生物共生菌在 M 中独立进化。 . truncatula 种群。植物宿主对每个共生者的反应之间存在正相关，但 AM 真菌定植与植物根的根瘤菌结瘤之间没有相关性。结论 相对于根瘤菌而言，宿主对 AM 真菌的反应存在更大的种群差异，宿主对每种微生物共生菌的反应的相关性较弱，而且 AM 真菌和根瘤菌性能的测量之间没有相关性表明，每种植物 - 微生物共生菌在. truncatula 种群。植物宿主对每个共生者的反应之间存在正相关，但 AM 真菌定植与植物根的根瘤菌结瘤之间没有相关性。结论 相对于根瘤菌而言，宿主对 AM 真菌的反应存在较大的种群差异，宿主对每种微生物共生菌的反应之间的相关性较弱，而且 AM 真菌和根瘤菌性能的测量之间没有相关性，这表明每种植物 - 微生物共生菌在 M 中独立进化。 . truncatula 种群。