Enriching Beneficial Microbial Diversity of Indoor Plants and Their Surrounding Built Environment With Biostimulants

Microbial diversity is suggested as the key for plant and human health. However, how microbial diversity can be enriched is largely unknown but of great interest for health issues. Biostimulants offer the way to directly augment our main living areas by the healthy microbiome of indoor plants. Here, we investigated shifts of the microbiome on leaves of spider plants (Chlorophytum comosum) and its surrounding abiotic surfaces in the built environment after irrigation with a vermicompost-based biostimulant for 12 weeks. The biostimulant could not only promote plant growth, but changed the composition of the microbiome and abundance of intact microbial cells on plant leaves and even stronger on abiotic surfaces in close vicinity under constant conditions of the microclimate. Biostimulant treatments stabilized microbial diversity and resulted in an increase of Bacteroidetes and a surprising transient emerge of new phyla, e.g., Verrucomicrobia, Acidobacteria, and Thaumarchaeota. The proportion of potentially beneficial microorganisms like Brevibacillus, Actinoallomurus, Paenibacillus, Sphaerisporangium increased relatively; microbial diversity was stabilized, and the built environment became more plant-like. Detected metabolites like indole-3-acetic acid in the biostimulant were potentially contributed by species of Pseudomonas. Overall, effects of the biostimulant on the composition of the microbiome could be predicted with an accuracy of 87%. This study shows the potential of biostimulants not only for the plant itself, but also for other living holobionts like humans in the surrounding environment

Manipulating the microbiome of built environments with green plants

Heutzutage verbringen Menschen in unserer Gesellschaft die meiste Zeit in Innenräumen, dieallesamt ein einzigartiges Mikrobiom besitzen. Eine gesunde mikrobielle Umgebung wirkt sichpositiv auf unser Wohlbefinden aus. Es ist daher von großem Interesse, eine solche Umgebunggezielt durch den Zusatz eines gesunden Mikrobioms, wie zum Beispiel einer Zimmerpflanzezu schaffen.Diese Studie beschäftigt sich mit der Verbesserung des Mikrobioms der ZimmerpflanzeChlorophytum comosum über die Bewässerung mit Kompost-Tee von der FirmaGARTENleben. Dieses Produkt enthält getrockneten Kompost, welcher über einen Zeitraumvon 12 Wochen für die Bewässerung verwendet wurde, um danach die Wirkung auf dasPflanzenmikrobiom zu testen. Dafür wurden vier verschiedene Versuchsanordnungenvorbereitet: Zwei davon wurden mit Kompost-Tee bewässert, die anderen zwei wurden alsKontrolle mit Leitungswasser und sterilem Wasser behandelt. Von jedem System wurden Erd-, Blätter-, Desikkatorinnenflächen- und Kontrollproben gesammelt und über metagenomischeMethoden ausgewertet (Bsp. qPCR, Amplikon-PCR). Zusätzlich wurden die Metabolite desProdukts mithilfe von HPLC-MS analysiert.Die Resultate der Studie zeigen einen positiven Effekt bei der Anwendung von Kompost-Teeauf das pflanzliche Mikrobiom. Dies äußert sich durch den Anstieg bzw. die Stabilisierung dermikrobiellen Diversität auf Chlorophytum comosum und in seiner näheren Umgebung. Zudemhat das Produkt eine positive Wirkung auf das Pflanzenwachstum und die isolierten Metaboliteverfügen über nützliche Eigenschaften für die Gesundheit der Pflanze und des Menschen. Daherhat der Kompost-Tee der Firma GARTENleben das Potential, nicht nur das Mikrobiom vonHauspflanzen sondern auch deren Umgebung positiv zu beeinflussen.In todays society, most of our time is spent in indoor environments, where each room containsa unique microbiome. As a healthy microbial environment positively affects our well-being, itis of great interest to directly augment this living area by the addition of a healthy microbiomeemitted from e.g. a houseplant.This thesis evaluates the improvement on the microbiome of the houseplant Chlorophytumcomosum over the irrigation with compost-tea from the company GARTENleben. This productcontains dried organic compost, which was tested in its ability to specifically modify the plantsand the surrounding microbiome over 12 weeks of application. Four different setups wereestablished, where two were treated with compost-tea and two were watered with tab- andsterile water, to function as control systems. From the four systems, soil, leaf, desiccator surfaceand control samples were collected and analysed via metagenomic methods as qPCR andamplicon PCR. In addition, the metabolites of the product were analysed with HPLC-MS.The results of this study have shown that the application of compost-tea is able to positivelyaffect the microbiome of Chlorophytum comosum and its close vicinity by stabilising orincreasing its microbial diversity. Moreover, it shows a positive impact on the plants growthand the isolated metabolites have beneficial properties for both plants and human health.Therefore, the compost-tea from the company GARTENleben has the potential to not onlypositively influence the microbiome of indoor plants, but also its environment.Marika Haratani, BScZusammenfassungen in Deutsch und EnglischKarl-Franzens-Universität Graz, Masterarbeit, 2018(VLID)280882