Activities and survival of endophytic bacteria in white clover (Trifolium repens L.)

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In this study, the genera, abundance, and activities of endophytic bacteria in field-grown white clover (Trifolium repens) and the fate of introduced antibiotic-tolerant bacteria in white clover tissues were investigated. Pseudomonas, Pantoea, and Corynebacterium were the most frequently isolated endophytic bacteria genera, whereas Xanthomonas, Microbacterium, and Cellulomonas occurred less frequently. The average bacterial populations in stolons and roots were approximately 100 000 colony-forming units (CFU) (g wet mass)–1. Of the 28 strains tested for activity, none were chitinolytic or able to inhibit the root pathogen Codinaea fertilis in vitro. However, Fusarium oxysporum and Cylindrocladium scoparium were inhibited by one and five strains, respectively. Four of seven strains tested depressed clover seedling growth. In pot experiments, colonization and recovery of spontaneous rifampicin-tolerant mutants (Rif+) of bacteria were studied in clover plants for periods up to 20 weeks. The strains used, sourced from white clover (endophytic and rhizoplane) and organic compost, had previously shown growth promotion potential of white clover seedlings by increasing plant mass and decreasing nematode numbers. In one experiment in this present study, five Rif+ strains were individually inoculated onto white clover seedlings, all five were re-isolated from shoots after 6 weeks and four strains were re-isolated after 20 weeks (numbers of Rif+ bacteria ranged from 51 to 200 CFU (g wet mass)–1). No Rif+ bacteria were isolated from root tissue at either time. In the second experiment, conducted with two strains of Rif+ bacteria, the population was highest in the shoots (range >500 CFU of Rif+ bacteria (g shoot fresh mass)–1) in weeks 2 and 3, declining to <200 CFU in week 5. Again, no Rif+ bacteria could be detected in roots. No Rif+ bacteria were recovered after 14 weeks for one of the strains. It appears that the main route of bacterial entry into seedlings was through stomata and that bacteria remained in the aerial parts of plants rather than migrating to the roots.Key words: endophytic bacteria, clover, microbial biological control, nematode.

Dans cette étude, le genre, l'abondance et les activités de bactéries endophytes retrouvées chez du trèfle blanc cultivé dans le champ (Trifolium repens) de même que le sort de bactéries résistantes aux antibiotiques introduites dans les tissus de trèfle blanc furent étudiés. Pseudomonas, Pantoea et Corynebacterium furent isolés le plus fréquemment alors que Xanthomonas, Microbacterium et Cellulomonas ont été retrouvés moins fréquemment. Les populations bactériennes moyennes dans les stolons et les racines furent d'environ 100 000 unités formant des colonies (UFC) (g de masse mouillé)–1. Des vingt-huit souches analysées pour leurs activités, aucune n'était chitinolytique ou capable d'inhiber le pathogène racinaire Codinaea fertilis dans in vitro. Toutefois, Fusarium oxysporum et Cylindrocladium scoparium furent inhibées respectivement par une et cinq souches. Quatre des sept souches analysées ont inhibé la croissance des semis de trèfle. Dans des expériences en pot, la colonization et le recouvrement de mutants bactériens spontanément tolérants à la rifampicine (Rif+) ont été étudiés chez des plants de trèfle pour une période allant jusqu'à 20 semaines. Les souches analysées, issues de trèfles blancs (endophytes et rhizoplans) et de compost organique, avaient démontré un potentiel de stimulation de la croissance de semis de trèfle blanc en augmentant le masse de la plante et en diminuant le nombre de nématodes. Dans une expérience, cinq souches Rif+ ont été inoculées individuellement dans des semis de trèfle blanc, les cinq ont été ré-isolées des pousses après 6 semaines et quatre souches ont été ré-isolées après 20 semaines (les nombres de bactéries variait de 51 à 200 UFC (g de masse mouillé)–1). Aucune bactérie Rif+ n'a été isolée des tissus racinaires à ces deux moments. Dans la deuxième expérience, effectuée avec deux souches de bactéries Rif+, la population était la plus élevée dans les pousses (écart >500 UFC de bactéries Rif+ (g de masse frais de pousses)–1) aux semaines 2 et 3, diminuant à <200 UFC à la semaine 5. Des bactéries Rif+ n'ont toujours pas été détectées dans les racines. Aucune bactérie n'a été recouvrée après 14 semaines pour l'une des souches. Il semble que la route principale d'entrée des bactéries à l'intérieur des semis était à travers les stomates et que les bactéries sont demeurées dans les parties aériennes de la plante plutôt que de migrer vers les racines.Mots clés : bactéries endophytes, trèfle, contrôle biologique microbien, nématodes.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: September 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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