A comparison of sole carbon source utilization patterns and phospholipid fatty acid profiles to detect changes in the root microflora of hydroponically grown crops

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Abstract:

Sole carbon source utilization (SCSU) patterns and phospholipid fatty acid (PLFA) profiles were compared with respect to their potential to characterize root-inhabiting microbial communities of hydroponically grown crops. Sweet pepper (Capsicum annum cv. Evident), lettuce (Lactuca sativa cv. Grand Rapids), and four different cultivars of tomato (Lycopersicon esculentum cvs. Gitana, Armada, Aromata, and Elin) were grown in 1-L black plastic beakers placed in a cultivation chamber with artificial light. In addition to the harvest of the plants after 6 weeks, plants of one tomato cultivar, cv. Gitana, were also harvested after 4 and 8 weeks. The cultivation in this study was performed twice. Principal component analysis was used to analyze the data. Both characterization methods had the ability to discriminate between the root microflora of different plant species, cultivars, and one tomato cultivar at different ages. Differences in both SCSU patterns and PLFA profiles were larger between plant species than between cultivars, but for both methods the largest differences were between the two cultivations. Still, the differences between treatments were always due to differences in the same PLFAs in both cultivations. This was not the case for the SCSU patterns when different plant ages were studied. Furthermore, PLFA profiles showed less variation between replicates than did SCSU patterns. This larger variation observed among the SCSU data indicates that PLFA may be more useful to detect changes in the root microflora of hydroponically grown crops than the SCSU technique.Key words: sole carbon source utilization (SCSU) patterns, phospholipid fatty acid (PLFA) profiles, Lycopersicon esculentum, Lactuca sativa, Capsicum annum, indigenous microflora.

Les potentiels des motifs d'utilisation de sources de carbone uniques (USCU) et des profils d'acides gras phospholopidiques (AGPL), afin de caractériser les communautés microbienne nichant dans les racines de plantations hydroponiques, en ont été comparés. Le poivron (Capsicum annum cv. Evident), la laitue (Lactuca sativa cv. Grand Rapids), et quatre différents cultivars de tomate (Lycopersicon esculentum cvs. Gitana, Armada, Aromata, et Elin) ont été cultivés dans des béchers noirs de 1 L en plastique placés dans une chambre de culture sous une lumière artificielle. Les plants ont été récoltés après 6 semaines. De plus, les plants d'un cultivar de tomates, cv. Gitana, ont également été récoltés après 4 et 8 semaines. La culture a été effectuée deux fois dans cette étude. Des analyses en composantes principales ont permis d'analyser les données. Les deux méthodes de caractérisation ont réussi à discriminer la microflore des racines de plusieurs espèces végétales, de cultivars, et d'un cultivar de tomates à différents âges. Les différences retrouvées dans les motifs d'USCU ainsi que dans les profils d'AGPL étaient plus importantes entre les espèces de plantes qu'entre les cultivars; mais pour les deux méthodes, les différences les plus appréciables s'observaient entre les deux cultures. Néanmoins, les différences entre les traitements étaient toujours attribuables à des différences à l'intérieur des mêmes AGPLs dans les deux cultures. Ce ne fut pas le cas pour les motifs d'USCU lorsque nous avons étudiés de plantes à différents âges. Du reste, les profils d'AGPL ont démontré moins de variations entre les réplicatats que les motifs d'USCU. Cette plus grande variation observée dans les données d'USCU indiquent que les AGPL pourraient se montrer plus utiles que la technique d'USCU en vue de détecter des changements dans la microflore des racines de plantations hydroponiques.Mots clés : motifs d'utilisation de sources de carbone uniques (USCU), profils d'acides gras phospholipidiques (AGPL), Lycopersicon esculentum, Lactuca sativa, Capsicum annum, microflore indigène.[Traduit par la Rédaction]
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  • Published since 1954, this monthly journal contains new research in the field of microbiology including applied microbiology and biotechnology; microbial structure and function; fungi and other eucaryotic protists; infection and immunity; microbial ecology; physiology, metabolism and enzymology; and virology, genetics, and molecular biology. It also publishes review articles and notes on an occasional basis, contributed by recognized scientists worldwide.
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