Characteristics of the rhizobia associated with Dalea spp. in the Ordway, Kellogg–Weaver Dunes, and Hayden prairies

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Abstract:

Habitat fragmentation affects the biodiversity and function of aboveground organisms in natural ecosystems but has not been studied for effects on belowground species. In this paper, we consider the diversity of the rhizobia associated with the indigenous legume Dalea purpurea in 3 residual prairie areas in Minnesota and Iowa. Using Dalea purpurea as a trap host, 218 rhizobia were recovered from these soils then characterized using BOXA1R PCR. Three major and 13 minor groups were distinguished based on a similarity of greater than 75% in fingerprint patterns. Each major group consisted almost exclusively of rhizobia from a single prairie, with the diversity of Dalea rhizobia recovered from the Hayden Prairie less than that obtained with rhizobia from the other prairies. Based on 16S rRNA gene sequence analysis, isolates from the Hayden, Ordway, and Kellogg–Weaver Dunes prairies were most similar to Rhizobium etli and Rhizobium leguminosarum, Rhizobium gallicum, and Mesorhizobium amorphae and Mesorhizobium huakuii, respectively. This variation in the dominant microsymbiont species across the 3 prairies studied was unexpected but could have been influenced by the limited number of samples that we were allowed to take, by unanticipated cross-nodulation between native legumes, and by variation in the range of legume species present in each residual prairie area. While some of the rhizobia from Dalea nodulated Phaseolus vulgaris, Macroptilium atropurpureum, Leucaena leucocephala, and Onobrychis viciifolia in addition to the Dalea species tested, others nodulated Astragalus canadensis or Amorpha canescens.Key words: Rhizobium, Dalea, prairie, diversity, fragmentation, rep PCR.

La fragmentation de l'habitat affecte la biodiversité et la fonction des organismes de surface dans les écosystèmes naturels. Toutefois, les effets de celle-ci sur les espèces souterraines n'ont pas été étudiés. Dans cet article, nous examinons la diversité des rhizobiums associés avec le légumineuse indigène Dalea purpurea dans 3 zones de prairie résiduelles du Minnesota et de l'Iowa. En utilisant Dalea purpurea comme hôte-piège, 218 rhizobiums ont été recueillis à partir de ces sols, pour ensuite être caractérisés par PCR BOXA1R. Trois groupes majeurs et 13 groupes mineurs ont été distingués selon une similitude supérieure à 75 % dans les profils d'empreintes génétiques. Chaque groupe majeur était presque exclusivement composé de rhizobiums d'une seule prairie. La diversité des rhizobiums de Dalea issus de la prairie de Hayden étaient inférieure à celle obtenue des rhizobiums d'autre prairie. À partir de l'analyse des séquences de l'ARNr 16S, les isolats des prairies de Hayden, Ordway et Kellogg-Weaver Dunes étaient apparentés à R. etli et R. leguminosarum, R. gallicum, et Mesorhizobium amorphae et M. huakuii, respectivement. Cette variation de l'espèce dominante de microsymbiote entre les trois prairies étudiées fut inattendue. Elles pourraient avoir été influencées par le nombre limité d'échantillons qu'il fût permis de prendre, par une nodulation croisée imprévue entre les légumineuses indigènes, et par la variation dans la variété d'espèces de légumineuses présentes dans chaque zone de prairie résiduelle. Bien que certains des rhizobiums de Dalea ont pu noduler Phaseolus vulgaris, Macroptilium atropurpureum, Leucaena leucocephala et Onobrychis viciifolia en plus de l'espèce de Dalea testée, d'autres ont pu noduler Astragalus canadensis ou Amorpha canescens.Mots clés : Rhizobium, Dalea, prairie, diversité, fragmentation, rep PCR.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2005

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