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Loblolly pine seedling growth after inoculation with plant growth-promoting rhizobacteria and ozone exposure

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Plant growth-promoting rhizobacteria promote plant growth and induce biocontrol, but are affected by soil type, water stress, microbial competition, and environmental conditions. One unexplored factor is the interaction of rhizobacteria-inoculated plants exposed to ozone. Loblolly pine (Pinus taeda L.) seeds were inoculated with either Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn or Paenibacillus macerans (Schardinger) Ash. In field trials, 4-week-old seedlings were exposed for 12 weeks to carbon-filtered (CF ≍ 12 ppb), 1× (≍46 ppb), or 2× (≍97 ppb) ozone for 12 h·d–1 in open-top chambers (OTC) in 1998 and 1999. In three greenhouse trials, 5-week-old seedlings were exposed to ozone at 0× (≍8 ppb), 1× (≍105 ppb), 2× (≍199 ppb), and 3× (≍298 ppb) for 4 h·d–1, 5 d·week–1 for 8 weeks in continuously stirred tank reactors (CSTR). In both the CSTRs and the OTCs, ozone-exposed seedlings exhibited 20%–50% less biomass and more foliar injury as compared with nonexposed seedlings. In CSTRs, at the 3× exposure, B. subtilis-inoculated seedlings had 12% less foliar injury than noninoculated seedlings. Foliar injury was 65% less for B. subtilis-treated seedlings in 1998, and root surface area, total root length, and root diameter was 25%–35% greater when seedlings were exposed to 2× ozone in the OTCs. This is the first report of rhizobacteria protecting seedlings against the negative effects of ozone exposure.

Certaines rhizobactéries favorisent la croissance des plantes et induisent une forme de contrôle biologique mais elles sont affectées par le type de sol, les stress hydriques, la compétition microbienne et les conditions environnementales. Un des facteurs encore inexplorés est l'effet d'une exposition à l'ozone chez les plants inoculés avec des rhizobactéries. Des graines de pin à encens (Pinus taeda L.) ont été inoculées avec Bacillus subtilis (Ehrenberg) Cohn ou Paenibacillus macerans (Schardinger) Ash. Lors d'essais au champ en 1998 et 1999, des semis âgés de 4 semaines ont été exposés pendant 12 semaines à trois concentrations d'ozone, soit ≍12 ppb (air filtré au charbon), ≍46 ppb (1×) et ≍97 ppb (2×) pendant 12 h par jour dans des chambres à ciel ouvert. Dans trois essais en serre, des semis âgés de 5 semaines ont été exposés à ≍8 ppb (0×), ≍105 ppb (1×), ≍199 ppb (2×) et ≍298 ppb (3×) d'ozone quatre heures par jour, cinq jours par semaine, pendant huit semaines dans des réacteurs à cœur fermé avec une agitation continue. Tant dans les réacteurs que dans les chambres à ciel ouvert, les semis exposés à l'ozone ont produit 20 % – 50 % moins de biomasse et subi plus de dommages foliaires que les semis non exposés. Au niveau d'exposition 3× dans les réacteurs, les semis inoculés avec B. subtilis avaient 12 % moins de dommages foliaires que les semis non inoculés. En 1998, les semis traités avec B. subtilis avaient 65 % moins de dommages foliaires et la superficie, la longueur totale et le diamètre de leurs racines étaient 25 % – 35 % plus élevés après avoir été exposés à l'ozone (2×) dans les chambres à ciel ouvert. Il s'agit de la première mention de l'effet protecteur des rhizobactéries contre les effets néfastes d'une exposition à l'ozone chez des semis.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2004

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