Identification and use of actinomycetes for enhanced nodulation of soybean co-inoculated with Bradyrhizobium japonicum

Authors: Gregor, A K; Klubek, B; Varsa, E C

Source: Canadian Journal of Microbiology, Volume 49, Number 8, August 2003 , pp. 483-491(9)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

The utilization of actinomycetes as potential soybean (Glycine max (L.)) co-inoculants was evaluated. Soil samples from Carbondale and Belleville, Ill., were used to inoculate pre-germinated soybean plants to determine antibiotic sensitivity in the native Bradyrhizobium japonicum population. Sensitivity was in the order kanamycin > tetracycline > oxytetracycline > rifampicin > neomycin. Antagonism by five actinomycete cultures toward seven test strains of B. japonicum was also assessed. The ranking average inhibition (across all seven B. japonicum strains) by these actino mycetes was Streptomyces kanamyceticus = Streptomyces coeruleoprunus > Streptomyces rimosus > Streptomyces sp. > Amy colatopsis mediterranei. Ten antibiotic combinations were used to isolate antibiotic-resistant mutants of B. japonicum I-110 and 3I1B-110 via successive cycles of mutation. Eighty-one antibiotic-resistant strains were isolated and tested for symbiotic competency; nine of which were selected for further characterization in a greenhouse pot study. Few differences in nodule number were caused by these treatments. Nodule occupancy varied from 0% to 18.3% when antibiotic-resistant strains of B. japonicum were used as the sole inoculants. However, when three mutant strains of B. japonicum were co-inoculated with S. kanamyceticus, significant increases in nodule occupancy (up to 55%) occurred. Increases in shoot nitrogen composition (27.1%–40.9%) were also caused by co-inoculation with S. kanamyceticus. Key words: Bradyrhizobium japonicum, Streptomyces kanamyceticus, indigenous bradyrhizobia, co-inoculation, nodule occupancy.

Nous avons évalué dans cette étude l'usage d'actinomycètes comme co-inoculants potentiels du soja (Glycine max (L.)). Des échantillons de sol provenant de Carbondale et de Belleville, Ill., ont été utilisés pour inoculer des plants de soja germés, afin de déterminer la sensibilité aux antibiotiques dans la population indigène de Bradyrhizobium japonicum. La sensibilité était de l'ordre de kanamycine > tétracycline > oxytétracycline > rifampicine > neomycine. Nous avons également évalué l'antagonisme de cinq cultures d'actinomycètes vis-à-vis sept souches d'intérêt de B. japonicum. Le classement de l'inhibition moyenne (parmi les sept souches de B. japonicum) par ces actinomycètes était comme suit : Streptomyces kanamyceticus = Streptomyces coeruleoprunus > Streptomyces rimosus > Streptomyces sp. > Amycolatopsis mediterranei. Un total de dix combinaisons d'antibiotiques a été utilisé afin d'isoler des mutants des souches I-110 et 3I1B-110 de B. japonicum résistants aux antibiotiques, par cycles successifs de mutation. Quatre-vingt-une souches résistantes aux antibiotiques ont été isolées et leur compétence symbiotique a été analysée; neuf d'entre elles ont été sélectionnées pour être caractérisées plus en détails dans une étude de pots en serre. Ces traitements ont entraîné peu de différence dans le nombre de nodules. L'occupation des nodules a varié de 0 % à 18,3 % lorsque les souches de B. japonicum résistantes aux antibiotiques étaient utilisées comme inoculants uniques. Toutefois, lorsque trois souches mutantes de B. japonicum furent co-inoculées avec S. kanamyceticus, il y eut un accroissement significatif de l'occupation des nodules (jusqu'à 55 %). Des augmentations de la composition en N des pousses (27,1 % à 40,9 %) ont également été causées par la co-inoculation avec S. kanamyceticus. Mots clés : Bradyrhizobium japonicum, Streptomyces kanamyceticus, bradyrhizobiums indigènes, co-inoculation, occupation des nodules. [Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2003

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