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Phylogeny based on 16S rDNA and nifH sequences of Ralstonia taiwanensis strains isolated from nitrogen-fixing nodules of Mimosa pudica, in India

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Abstract:

Bacterial symbionts present in the indeterminate-type nitrogen (N)-fixing nodules of Mimosa pudica grown in North and South India showed maximum similarity to Ralstonia taiwanensis on the basis of carbon-source utilization patterns and 16S rDNA sequence. Isolates from the nodules of M. pudica from North India and South India showed identical ARDRA (Amplified Ribosomal DNA Restriction Analysis) patterns with Sau3AI and RsaI, but AluI revealed dimorphy between the North Indian and South Indian isolates. Alignment of 16S rDNA sequences revealed similarity of North Indian isolates with an R. taiwanensis strain isolated from M. pudica in Taiwan, whereas South Indian isolates showed closer relatedness with the isolates from Mimosa diplotricha. Alignment of nifH sequences from both North Indian and South Indian isolates with that of the related isolates revealed their closer affinity to α-rhizobia, suggesting that nif genes in the -rhizobia might have been acquired from α-rhizobia via lateral transfer during co-occupancy of nodules by α-rhizobia and progenitors of R. taiwanensis, members of the -subclass of Proteobacteria. Immunological cross-reaction of the bacteroid preparation of M. pudica nodules showed strong a positive signal with anti-dinitrogenase reductase antibody, whereas a weak positive cross-reaction was observed with free-living R. taiwanensis grown microaerobically in minimal medium with and without NH4Cl. In spite of the expression of dinitrogenase reductase under free-living conditions, acetylene reduction was not observed under N-free conditions even after prolonged incubation.Key words: symbiotic nitrogen fixation, Mimosa pudica, rhizobia, phylogeny, 16S rDNA, nifH, Ralstonia taiwanensis.

Les symbiotes bactériens présents dans les nodules fixateurs d'azote de type indéterminé chez Mimosa pudica dans le nord et le sud de l'Inde ont démontré une forte similarité à Ralstonia taiwanensis en s'appuyant sur leurs profils d'utilisation des sources de carbone et sur leurs séquences de l'ADNr 16S. Les isolats des nodules de M. pudica du nord et du sud de l'Inde ont démontré des profils identiques d'ARDRA avec Sau3AI et RsaI, mais AluI a révélé un dimorphisme entre les isolats du nord et du sud de l'Inde. Un alignement des séquences de l'ADNr 16S a révélé une similarité des isolats du nord de l'Inde avec une souche de R. taiwanensis isolée chez M. pudica au Taiwan, alors que les isolats du sud de l'Inde ont démontré une proche parenté avec des isolats de Mimosa diplotricha. L'alignement des séquences nifH des isolats du nord et du sud de l'Inde avec les isolats apparentés a révélé un rapprochement plus prononcé avec des α-rhizobiums, ce qui indique que les gènes nif des -rhizobiums auraient pu être acquis par le biais d'un transfert latéral au cours d'une co-occupation des nodules par des α-rhizobiums et des progéniteurs de R. taiwanensis, membres d'une sous-classe  de protéobactéries. Une réaction immunologique croisée des préparations de bactéroïdes de nodules de M. pudica a donné un signal positif intense avec un anticorps dirigé contre la dinitrogénase réductase, alors qu'une faible réaction croisée a été observée avec du R. taiwanensis poussant à l'état libre en condition microaérobie dans du milieu minimal avec et sans NH4Cl. Malgré l'expression de la dinitrogénase réductase dans des conditions de vie l'état libre, la réduction de l'acétylène n'a pas été observée dans des conditions sans azote même après une incubation prolongée.Mots clés : fixation symbiotique de l'azote, Mimosa pudica, rhizobiums, phylogénie, ADNr 16S, nifH, Ralstonia taiwanensis.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2004

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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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