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Characterization of soybean bradyrhizobia for which serogroup affinities have not been identified

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The USDA, ARS National Rhizobium Germplasm Collection contains 143 accessions of slow-growing soybean strains among which there are 17 distinct serological groups. However, 11 strains appear to have no serological affinity with the 17 serogroups. Therefore, we determined whether these strains were diverse and examined their phylogenetic placement. Nine strains formed nitrogen-fixing symbioses with soybean indicating that these accessions were not contaminants. We concluded from results of amplified fragment length polymorphism (AFLP) analysis, using 3 selective primers with 8 strains, that they were genetically dissimilar. Nine strains were examined for their fatty acid composition using fatty acid methyl ester (FAME) derivatives. The FAME results with 5 strains and serotype strains of Bradyrhizobium elkanii were similar, while results with each of the remaining 2 pairs were either similar to the type strain of Bradyrhizobium japonicum (USDA 6) or to USDA 110. Evolutionary history of 9 strains was reconstructed from sequence divergence of a combination of the complete 16S rRNA gene, the internally transcribed spacer region, and about 400 bases of the 5' end of the 23S rRNA gene. Placement of 5 strains was nested within B. elkanii, 2 with USDA 110, and the other 2 with USDA 6. We concluded that soybean isolates that cannot be placed within one of the 17 established serogroups are phenotypically and genetically as diverse as the serotype strains.Key words: bradyrhizobium, phylogeny, soybean, Glycine max, FAME, AFLP.

Le USDA, la Collection Nationale de germoplasmes de Rhizobium de l'ARS contient 143 accessions de souches de soya à croissance lente parmi lesquels on retrouve 17 groupes sérologiques distincts. Cependant, 11 souches semblent n'avoir aucune affinité sérologique avec ces 17 sérogroupes. Ainsi, nous avons déterminé si ces souches étaient diversifiées et examiné leur localisation phylogénétique. Neuf souches ont formé des symbioses de fixation de l'azote avec des plants de soya, indiquant que ces accessions n'étaient pas des contaminants. Nous avons conclu à partir des résultats d'AFLP (polymorphisme de longueur des fragments amplifiés), en utilisant trois amorces sélectives avec 8 souches, qu'elles étaient génétiquement dissemblables. La composition en acides gras de neuf souches a été étudié en utilisant des dérivés d'esters méthyliques d'acides gras (FAME). Les résultats de FAME avec 5 souches et souches sérotypiques de Bradyrhizobium elkanii étaient semblables, tandis que les résultats avec les deux autres paires restantes étaient soit semblables à la souche type de Bradyrhizobium japonicum (USDA 6), soit semblables à USDA 110. L'évolution de 9 souches a été reconstruite à partir de divergences de séquences issues de la combinaison du gène complet de l'ARNr 16S, de la région de l'espace traduit interne (ITS) et d'environ 400 bases de l'extrémité 5' du gène de l'ARNr 23S. Cinq souches furent localisées à l'intérieur de B. elkanii, 2 autres étaient incluses dans USDA 110, et les deux autres dans USDA 6. Nous avons donc conclu que les isolats de soya qui ne peuvent être placés à l'intérieur de l'un des 17 sérogroupes établis sont aussi diversifiés phénotypiquement et génétiquement que les souches sérotypées.Mots clés : bradyrhizobuim, phylogénie, soya, Glycine max, FAME, AFLP.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: AFLP; FAME; Glycine max; bradyrhizobium; phylogeny; soybean

Document Type: Research Article

Publication date: 2001-06-01

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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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