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Detection and quantification of the nifH gene in shoot and root of cucumber plants

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Abstract:

A real-time polymerase chain reaction (PCR) method was applied to quantify the nifH gene pool in cucumber shoot and root and to evaluate how nitrogen (N) supply and plant age affect the nifH gene pool. In shoots, the relative abundance of the nifH gene was affected neither by different stages of plant growth nor by N supply. In roots, higher numbers of diazotrophic bacteria were found compared with that in the shoot. The nifH gene pool in roots significantly increased with plant age, and unexpectedly, the pool size was positively correlated with N supply. The relative abundance of nifH gene copy numbers in roots was also positively correlated (r = 0.96) with total N uptake of the plant. The data suggest that real-time PCR-based nifH gene quantification in combination with N-content analysis can be used as an efficient way to perform further studies to evaluate the direct contribution of the N2-fixing plant-colonizing plant growth promoting bacteria to plant N nutrition.Key words: real-time PCR, biological nitrogen fixation, cucumber, N nutrition, plant growth promoting bacteria.

Nous avons employé une méthode de réaction en chaîne de la polymérase (PCR) en temps réel afin de quantifier l'ensemble des gènes nifH dans les pousses et les racines de concombres et d'évaluer comment l'apport de N et l'âge de la plante influencent l'ensemble des gènes nifH. Dans les pousses, l'abondance relative du gène nifH n'a été affectée ni par les différents stades de croissance végétale ni par l'apport en N. Dans les racines, un nombre supérieur de bactéries diazotrophes a été retrouvé comparativement aux pousses. L'ensemble des gènes nifH dans les racines a augmenté significativement avec l'âge de la plante et la taille de l'ensemble génétique fut inopinément corrélée positivement avec l'apport en N. L'abondance relative des nombres de copies du gène nifH dans les racines fut également corrélée positivement (r = 0,96) avec l'apport total de N de la plante. Les données indiquent que la quantification du gène nifH par PCR en temps réel combinée avec l'analyse du contenu en N peut être employée comme méthode efficace pour réaliser davantage d'études afin d'évaluer la contribution directe des bactéries fixatrices de N2 colonisant les plantes et favorisant la croissance végétale sur l'alimentation de la plante en N.Mots clés : PCR en temps réel, fixation biologique de l'azote, concombre, alimentation en N, bactérie favorisant la croissance végétale.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2006

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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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nrc/cjm/2006/00000052/00000008/art00004
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