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Photoperiod regulates elicitation of growth promotion but not induced resistance by plant growth-promoting rhizobacteria

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Abstract:

For several years, we have noticed that plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR), which consistently promote plant growth in greenhouse tests during spring, summer, and fall, fail to elicit plant growth promotion during the midwinter under ambient light conditions. This report tests the hypothesis that photoperiod regulates elicitation of growth promotion and induced systemic resistance (ISR) by PGPR. A commercially available formulation of PGPR strains Bacillus subtilis GB03 and Bacillus amyloliquefaciens IN937a (BioYield®) was used to grow tomato and pepper transplants under short-day (8 h of light) (SD) and long-day (12 h of light) (LD) conditions. Results of many experiments indicated that under LD conditions, BioYield consistently elicited significant increases in root and shoot mass as well as in several parameters of root architecture. However, under SD conditions, such increases were not elicited. Differential root colonization of plants grown under LD and SD conditions and changes in leachate quality partially account for these results. BioYield elicited ISR in tomato and pepper under both LD and SD conditions, indicating that although growth promotion was not elicited under SD conditions, induced resistance was. Overall, the results indicate that PGPR-mediated growth promotion is regulated by photoperiod, while ISR is not.

Depuis plusieurs années, nous avons remarqué que les rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes (plant growth-promoting rhizobacteria-PGPR) qui réussissent régulièrement à promouvoir la croissance des végétaux lors de tests en serre durant le printemps, l’été et l’automne, ne réussissent pas à faire de même au milieu de l’hiver sous des conditions d’illumination ambiante. Cette étude teste l’hypothèse que la photopériode régule le déclenchement la promotion de la croissance et de la résistance systémique induite (RSI) par les PGPR. Une formule disponible commercialement de PGPR constituée des souches Bacillus subtilis GB03 et Bacillus amyloliquefaciens IN937a (BioYield®) a été utilisée pour faire croître des tomates et des poivrons sous des conditions de luminosité courte (8 h de lumière) ou prolongée (12 h de lumière). Les résultats de plusieurs expériences ont indiqué que sous des conditions de luminosité prolongée, le BioYield induisait de façon régulière des augmentations significatives de la masse des racines et des pousses, ainsi que de plusieurs paramètres relatifs à l’architecture des racines. Cependant, sous des conditions de luminosité courte, une telle augmentation ne se produisait pas. Une colonisation différentielle des racines des plantes cultivées sous des conditions de luminosité courte ou longue, et des changements dans la qualité du lixiviat expliquent en partie ces résultats. Le BioYield a induit une RSI chez la tomate et le poivron tant sous condition de luminosité courte ou prolongée, indiquant que, même si la promotion de la croissance n’était pas induite en luminosité courte, la résistance pouvait l’être. En somme, ces résultats indiquent que la promotion induite par les PGPR est régulée par la photopériode alors que la RSI ne l’est pas.

Document Type: Research Article

Publication date: 2007-02-01

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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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