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Diversity in the rhizobia associated with Phaseolus vulgaris L. in Ecuador, and comparisons with Mexican bean rhizobia

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Abstract:

Common beans (Phaseolus vulgaris L.) have centers of origin in both Mesoamerica and Andean South America, and have been domesticated in each region for perhaps 5000 years. A third major gene pool may exist in Ecuador and Northern Peru. The diversity of the rhizobia associated with beans has also been studied, but to date with an emphasis on the Mesoamerican center of origin. In this study we compared bean rhizobia from Mexico and Andean South America using both phenotypic and phylogenetic approaches. When differences between the rhizobia of these two regions were shown, we then examined the influence of bean cultivar on the most probable number (MPN) count and biodiversity of rhizobia recovered from different soils. Three clusters of bean rhizobia were distinguished using phenotypic analysis and principal-component analysis of Box A1R-PCR banding patterns. They corresponded principally to isolates from Mexico, and the northern and southern Andean regions, with isolates from southern Ecuador exhibiting significant genetic diversity. Rhizobia from Dalea spp., which are infective and effective on beans, may have contributed to the apparent diversity of rhizobia recovered from the Mesoamerican region, while the rhizobia of wild Phaseolus aborigineus from Argentina showed only limited similarity to the other bean rhizobia tested. Use of P. vulgaris cultivars from the Mesoamerican and Andean Phaseolus gene pools as trap hosts did not significantly affect MPN counts of bean rhizobia from the soils of each region, but did influence the diversity of the rhizobia recovered. Such differences in compatibility of host and Rhizobium could be a factor in the poor reputation for nodulation and N2 fixation in this crop.Key words: Phaseolus vulgaris, Rhizobium diversity, Dalea spp., soil populations, specificity, centers of origin.

Les haricots communs (Phaseolus vulgaris L.) ont des centres d'origine à la fois dans la Mésoamérique et dans les Andes Sud-Américaines, et ont été domestiqués dans chacune de ces régions pendant plus de 5000 ans. Un troisième fond commun de gènes pourrait exister en Équateur et dans le sud du Pérou. La diversité des rhizobia associés avec les haricots a également été étudiée, mais avec une emphase jusqu'à maintenant sur le centre d'origine Mésoaméricain. Dans cette étude, nous avons comparé des rhizobia de haricots en provenance du Mexique et des Andes Sud-Américaines en utilisant des approches aussi bien pénotypiques que génotypiques. Lorsque des différences furent constatées entre les rhizobia de ces deux régions, nous avons ensuite étudié l'influence du cultivar de haricot sur le compte du nombre le plus probable et sur la biodiversité des rhizobia recueillis à partir des différents sols. Trois ensembles de rhizobia de haricots furent distingués au moyen d'analyses phénotypiques et d'analyses en composantes principales de motifs de bandes de Box A1R-PCR. Ils correspondaient principalement aux isolats du Mexique et des régions septentrionales et méridionales des Andes, les isolats de l'Équateur méridional démontrant une diversité génétique significative. Les rhizobia appartenant à l'espèce Dalea spp., qui sont infectieux et efficaces chez les haricots, auraient pu contribuer à la diversité apparente des rhizobia obtenus de la région Mésoaméricaine, alors que les rhizobia du Phaseolus aborigineus sauvage d'Argentine n'ont qu'une ressemblance limitée face aux autres rhizobia de haricots analysés. L'utilisation de cultivars de P. vulgaris des fonds communs de gènes Mésoaméricains et des Andes en tant qu'hôtes-pièges n'a pas affecté significativement les comptes NPP de rhizobia de haricots provenant des sols de chaque région, mais ont tout de même eu un effet sur la diversité des rhizobia recueillis. De telles différences dans la compatibilité entre l'hôte et Rhizobium pourraient représenter un facteur expliquant la mauvaise réputation de cette plante pour la nodulation et la fixation du N2.Mots clés : Phaseolus vulgaris, diversité de Rhizobium, Dalea spp., populations des sols, spécificité, centres d'origine.[Traduit par la Rédaction]

Keywords: Dalea spp; Phaseolus vulgaris; Rhizobium diversity; de Rhizobium; diversité

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2001

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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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