Characteristics of rhizobia nodulating beans in the central region of Minnesota

Abstract

Until recently, beans (Phaseolus vulgaris L.) grown in Minnesota were rarely inoculated. Because of this, we hypothesized that bean rhizobia collected in Minnesota would either share characteristics identifiable with Rhizobium etli of Mesoamerican or Andean origin, introduced into the region as seed-borne contaminants, or be indigenous rhizobia from prairie species, such as Dalea spp. The latter organisms have been shown to nodulate and fix N2 with Phaseolus vulgaris. Rhizobia recovered from the Staples, Verndale, and Park Rapids areas of Minnesota were grouped according to the results of BOXA1R-PCR fingerprint analysis into 5 groups, with only one of these having banding patterns similar to 2 of 4 R. etli reference strains. When representative isolates were subject to fatty acid - methyl ester analysis and 16S rRNA gene sequence analysis, the results obtained differed. 16S rRNA gene sequences of half the organisms tested were most similar to Rhizobium leguminosarum. Rhizobia from Dalea spp., an important legume in the prairie ecosystem, did not play a significant role as the microsymbiont of beans in this area. This appears to be due to the longer time needed for them to initiate infection in Phaseolus vulgaris. Strains of Rhizobium tropici IIB, including UMR1899, proved tolerant to streptomycin and captan, which are commonly applied as seed treatments for beans. Local rhizobia appeared to have very limited tolerance to these compounds.

Nodulation efficiency by native rhizobia from nodules of Pisum sativum “pea” collected from different Departments of Peru

“…La autenticación de los cultivos de rizobios se evaluaron mediante el porcentaje de cultivos NOD + y NOD -. Evaluación de la eficiencia de nodulación La eficiencia de la nodulación de los cultivos se determinó a los 25 días postinoculación, para lo cual se utilizó la metodología sugerida por McDermott y Graham (1990) y Bernal et al (2004), teniendo en cuenta los siguientes parámetros: Velocidad de nodulación: Distancia del primer nódulo formado en relación a la marca (DN) Se procedió a registrar la distancia del primer nódulo formado (por encima o por debajo de la marca) con respecto a la marca (MR: marca realizada en el ápice radical al momento de la inoculación) de todos los sistemas nodulados, estos fueron promediados, asignando un valor positivo (+) a la distancia de los nódulos formados por encima de la marca y un valor negativo (-) a las distancias de los nódulos formados por debajo de la marca. Porcentaje de raíces noduladas (PRN%) Se determinó el porcentaje de raíces noduladas (por encima o por debajo de la marca) tomando como 100% el total de raicillas marcadas (10 raicillas) al momento de la inoculación.…”

“…Porcentaje de raíces noduladas (PRN%) Se determinó el porcentaje de raíces noduladas (por encima o por debajo de la marca) tomando como 100% el total de raicillas marcadas (10 raicillas) al momento de la inoculación. Determinación de la frecuencia de eficiencia de nodulación Para determinar la frecuencia de eficiencia en nodulación, los datos de DN y PRN% fueron ploteados en una gráfica XY (Bernal et al, 2004), usando el software GraphPad Prism versión 5.0 (disponible en www.graphpad.com). Una vez construida la gráfica, se procedió a categorizar las cepas de la siguiente manera: Alto, Intermedio y Bajo, para las dos dimensiones, obteniendo 9 categorías para los diferentes cultivos evaluados (Bernal et al, 2004).…”

“…Los plásmidos que contienen la información para la asociación se llaman plásmidos pSym y en ellos se encuentran los genes responsables de la nodulación (genes nod) y los de la fijación de nitrógeno (genes nif y fix) (Vanderleyden y Pieternel, 1995). Por lo tanto se podría decir que cabe la posibilidad de que estos cultivos mermaron su capacidad simbiótica y a la vez nodulativa debido a que perdieron su plásmidos simbióticos, por diversas razones: el método de conservación empleado (Bernal, 2004) o las sucesivas resiembras realizadas para poder obtener aislamientos de cultivos puros e inóculo.…”

“…La VN es intrínseco para cada rizobio; por lo tanto es un parámetro útil para diferenciarlos, debido a que se pueden encontrar rizobios que infecten y nodulen la raíz de una misma leguminosa hospedera a la vez, pero que unos sean más veloces que otros (Thies et al, 1991). Esta depende exclusivamente del lugar de infección y aparición de los nódulos y es determinado a través de la distancia (DN en mm) del primer nódulo formado con relación a la marca realizada en el ápice radical al momento de la inoculación (Bernal et al, 2004).…”

“…Prevost et al (1987) refiere que las variaciones en la infectividad pueden considerarse como inherentes a la constitución genética de los rizobios, lo que justificaría haber encontrado rizobios con diferente velocidad y porcentaje de nodulación. Se evaluó la eficiencia en la nodulación a los 20 cultivos considerados como NOD+; ésta fue determinada por el ploteo de datos en un plano bidimensional XY, obtenidos de la velocidad de nodulación y el porcentaje de raíces noduladas, categorizándolos (A-I) según la frecuencia en la eficiencia de la nodulación por los cultivos rizobianos autenticados (Bernal et al, 2004) (Figura 2). Asimismo, en lo que respecta a la frecuencia de la eficiencia en la nodulación de los 20 cultivos NOD+, se observó que el 10% presentaron alta velocidad de nodulación (VN) y alto PRN%, mientras que cultivos con alta VN e intermedio PRN% presentaron una frecuencia de 60%, no existiendo cultivos con baja VN y bajo PRN%, tal como se muestra en la Figura 3.…”