葉圏
葉圏微生物の群集構造の類似性は宿主植物の空間的近さにほとんど依存しない。同一森林内においても、葉圏細菌の群集は樹種によって特有の構造を有する。熱帯大西洋の森林での非培養法による調査によると、各樹種の葉圏細菌群集は少なくとも95~671種の細菌で構成されており、その中の0.5%だけがすべての樹種で共通である。
葉圏微生物の群集構造が宿主によって特異的であることは、葉の物理的・化学的性質の違いによると考えられている。葉上での特定の物質βカロテン、アルケニルグルコシノレート、2-プロペン、3-ブテン、4-ペンテンの濃度は正の相関を、安息香酸グルコシノレート-2-フェニルエチルの濃度は負の相関を葉圏細菌数に対して示す。これらの物質は宿主植物から供給される。従って、葉圏細菌の群集構造は、根圏の場合と同様に宿主植物からの供給物質に影響されている。
供試葉を丸ごと破砕して全DNAを抽出する方法もある。この方法では、植物の内生菌を含む全微生物DNAを得ることを可能にするが、抽出DNAに植物DNAも混入する。この混入物には植物の葉緑体由来の16S rRNAも含む。したがって、細菌ゲノムの網羅的解析をしようとDNA抽出後に16S rRNAのPCRを行うと、植物DNAも増幅させてしまう。このことにより、電気泳動や多型解析でバックグラウンドのDNAが多すぎて、細菌群の16S rRNAはときに検出されない。解析で特定の種や属を標的に特定するならば、葉緑体由来の16S rRNAが増幅されず、有用な試験結果が得られる可能性がある。
供試葉をDNA抽出液で直接処理することで葉の表層のみを溶解し、表層のDNAのみを限定的に抽出する方法もある。須田(2008)はDNA抽出液に塩化ベンジルを使用することで、PCR-DGGE法で葉圏微生物の群集構造を解析した。この方法では、抽出DNAにエピクチクラワックス由来の不純物が混入するため、DNA精製の工程が必要である。しかし、破砕法に比べると不純物や植物DNAの混入量は少ない。
樹皮の表面にとどまるもの。
細菌や真菌胞子の懸濁液を実験室または野外で植物の葉に接種することで、その葉圏の、微生物の生息地としての特性を試験することができる。この試験は、接種された微生物がその葉圏環境および既存微生物との相互作用に対してどのような反応や生育をするかを明らかにする。特に、病原微生物や有用微生物が葉圏でどのような過程で繁殖をするか、繁殖のためにどのような条件を必要とするかがよく調査される。
接種微生物には、特定の物理条件や化学物質に対して検出可能な化合物を産生する遺伝子改変微生物(バイオリポーター)が用いられることがある。バイオリポーターの使用は葉上での糖などの栄養素、水、またはその他特定の物質の存在量や分布の解析を可能にする。バイオリポーターが蛍光遺伝子(緑色蛍光タンパク質遺伝子(GFP遺伝子)など)やレポーター遺伝子を有する場合、その活性を容易に検出することができる。
ニジュウヤホシテントウEpilachna vigintioctopunctataはナス科植物を食害するため、効率的な殺虫剤が求められている。その消化器官の中腸はペリトロフィック膜を持ち、外敵微生物の侵入を防ぐ。この膜はキチン質で構成されており、キチン分解酵素キチナーゼ生産菌(Alcaligenes paradoxus KPM-012AやPseudomonas fluorescens KPM-018P)はペリトロフィック膜を破壊しニジュウヤホシテントウを殺す。KPM-012AおよびKPM-018P培養液を葉圏に噴霧することで成虫の食害と産卵が抑制、および幼虫が駆除される。また、キチナーゼを遺伝子導入した遺伝子組み換え微生物もニジュウヤホシテントウのペリトロフィック膜を分解することが報告されている。