Characteristics of rhizobia nodulating beans in the central region of Minnesota

Authors: Tlusty, B; Bernal, G R; de Jensen, C E.; van Berkum, P; Graham, P H

Source: Canadian Journal of Microbiology, Volume 50, Number 12, December 2004 , pp. 1023-1031(9)

Publisher: NRC Research Press

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Abstract:

Until recently, beans (Phaseolus vulgaris L.) grown in Minnesota were rarely inoculated. Because of this, we hypothesized that bean rhizobia collected in Minnesota would either share characteristics identifiable with Rhizobium etli of Mesoamerican or Andean origin, introduced into the region as seed-borne contaminants, or be indigenous rhizobia from prairie species, such as Dalea spp. The latter organisms have been shown to nodulate and fix N2 with Phaseolus vulgaris. Rhizobia recovered from the Staples, Verndale, and Park Rapids areas of Minnesota were grouped according to the results of BOXA1R–PCR fingerprint analysis into 5 groups, with only one of these having banding patterns similar to 2 of 4 R. etli reference strains. When representative isolates were subject to fatty acid - methyl ester analysis and 16S rRNA gene sequence analysis, the results obtained differed. 16S rRNA gene sequences of half the organisms tested were most similar to Rhizobium leguminosarum. Rhizobia from Dalea spp., an important legume in the prairie ecosystem, did not play a significant role as the microsymbiont of beans in this area. This appears to be due to the longer time needed for them to initiate infection in Phaseolus vulgaris. Strains of Rhizobium tropici IIB, including UMR1899, proved tolerant to streptomycin and captan, which are commonly applied as seed treatments for beans. Local rhizobia appeared to have very limited tolerance to these compounds.Key words: Rhizobium diversity, Phaseolus vulgaris, seed treatment, taxonomy.

Jusqu'à tout récemment, les haricots (Phaseolus vulgaris L.) cultivées au Minnesota étaient rarement inoculés. Ceci nous a conduit à émettre l'hypothèse que les rhizobiums de haricots recueillis au Minnesota partageraient des caractéristiques les rapprochant de R. etli d'origine Mésoaméricaine ou des Andes, introduit dans la région sous forme de contaminant transporté par les semences, ou alors serait des rhizobiums indigènes appartenant aux espèces de prairies tel que Dalea spp. Il a été démontré que ces organismes pouvaient noduler et fixer le N2 en association avec Phaseolus vulgaris. Les rhizobiums recueillis des régions de Staples, Verndale et Park Rapids au Minnesota ont été regroupés en 5 groupes à partir des résultats d'analyses d'empreintes génétiques par BOXA1R–PCR. Seulement un de ces groupes présentait des motifs de bandes semblables à 2 des 4 souches de référence de R. etli. Les résultats ont divergé lorsque des isolats représentatifs ont été soumis à des analyses d'esters méthyliques d'acides gras (FAME) et de séquençage du gène de l'ARNr 16S. Les séquences du gène de l'ARNr 16S de la moitié des organismes analysés s'apparentaient le plus fortement à R. leguminosarum. Les rhizobiums de Dalea spp., une légumineuse importante dans l'écosystème de la prairie, n'ont pas joué un rôle significatif en tant que microsymbiotes des haricots dans cette région. Ceci semble être attribuable à un plus long temps requis pour initier l'infection chez Phaseolus vulgaris. Les souches de R. tropici IIB, incluant UMR1899, ont démontré une tolérance à la streptomycine et au captane, couramment utilisés pour traiter les semences de haricots. Les rhizobiums locaux semblent avoir une tolérance très limitée à ces composés.Mots clés : diversité chez Rhizobium, Phaseolus vulgaris, traitement des semences, taxonomie.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: December 1, 2004

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