Genetic characterization and nitrogen fixation capacity of Rhizobium strains on common bean

Abstract

-This study aimed to genetically characterize four new Rhizobium strains, and to evaluate their nodulation and fi xation capacity compared to commercial strains and to native rhizobia population of a Brazilian Rhodic Hapludox. Two experiments were carried out in randomized blocks design, under greenhouse conditions, in 2007. In the fi rst experiment, the nodulation and nitrogen fi xation capacity of new strains were evaluated, in comparison to the commercial strains CIAT-899 and PRF-81 and to native soil population. It was carried out in plastic tubes fi lled with vermiculite. DNA extractions and PCR sequencing of the intergenic space were made from the isolated pure colonies, in order to genetically characterize the strains and the native rhizobia population. In the second experiment, the nodulation and productivity of common beans Perola cultivar were determined, with the use of evaluated strains, alone or in mixture with PRF-81 strain. It was carried out in pots fi lled with soil. The native soil population was identifi ed as Rhizobium sp. and was ineffi cient in nitrogen fi xation. Three different Rhizobium species were found among the four new strains. The LBMP-4BR and LBMP-12BR new strains are among the ones with greatest nodulation and fi xation capacity and exhibit differential responses when mixed to PRF-81.Index terms: Phaseolus vulgaris, biological nitrogen fi xation, intergenic space, phylogeny, sequencing, soil rhizobia population. Caracterização genética e capacidade de fi xação de nitrogênio de estirpes de Rhizobium em feijoeiroResumo -O objetivo deste trabalho foi a caracterização genética de quatro novas estirpes de Rhizobium e a avaliação de sua capacidade de fi xação de N 2 e nodulação, comparadas a estirpes comerciais e à população nativa de rizóbios de um Latossolo Vermelho. Dois experimentos foram conduzidos em blocos ao acaso, em casa de vegetação. No primeiro experimento, conduzido em tubetes com vermiculita, avaliaram-se a nodulação e a capacidade de fi xação das novas estirpes, em comparação com as estirpes comerciais CIAT-899 e PRF-81 e com a população nativa do solo. Das colônias puras isoladas, extraiu-se o DNA genômico e realizou-se o seqüenciamento do espaço intergênico, para a caracterização genética das estirpes e da população nativa de rizóbios. O segundo experimento foi realizado em vasos com solo, para determinação da produtividade e da nodulação do feijoeiro, cultivar Pérola, com o uso das estirpes isoladamente ou em mistura com a PRF-81. A população nativa do solo foi identifi cada como Rhizobium sp. e se mostrou inefi ciente na fi xação de nitrogênio. Foram encontradas três espécies de Rhizobium entre as quatro novas estirpes. As estirpes LBMP-4BR e LBMP-12BR estão entre as que têm maior capacidade de nodulação e fi xação de N 2 , e apresentam respostas diferenciadas quando misturadas à PRF-81.Termos para indexação: Phaseolus vulgaris, fi xação biológica de nitrogênio, espaço intergênico, fi logenia, seqüenciamento, população nativa de rizóbios.

Characterization of rhizobia isolates obtained from nodules of wild genotypes of common bean

“…Greater values of N-Total were observed to the nitrogen treatments. Similar results reported by Gonzáles et al 41 in a field experiment showed that nitrogen treatment resulted in greater N-Total compared to inoculation.…”

“…Measurements of SDM and LA provide important information about plant growth 38 because these parameters are good indicators of plant nutritional status, which has a direct influence on crop production 39, 40. Moreover, this approach has been used for strain selection to compose bacterial inoculants 40, 41…”