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Culturable bacterial populations associated with ectomycorrhizae of Norway spruce stands with different degrees of decline in the Czech Republic

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Abstract:

The aim of this study was to determine which species of culturable bacteria are associated with ectomycorrhizae (ECM) of Norway spruce (Picea abies (L.) Karst) in the Sudety Mountains, exposed for years to atmospheric pollutants, acid rain, and climatic stress, and to identify particular species that have adapted to those conditions. Biolog identification was performed on bacterial species from ECM of adult spruce trees and seedlings of stands with low, intermediate, and high forest decline. Bacterial diversity in ECM associated with adult spruce trees, seedlings, and seedlings grown on monoliths was calculated; although the expected values appeared to vary widely, no significant differences among sites were observed. Dendrograms based on the identified bacterial species showed that stands with low forest decline clustered separately from the others. Principal component analysis of the normalized data for ECM-associated species showed a clear separation between stands with high forest decline and stands with low forest decline for seedlings and a less evident separation for adult spruce trees. In conclusion, shifts in ECM-associated culturable bacterial populations seem to be associated with forest decline in Norway spruce stands. Some bacterial species were preferentially associated with mycorrhizal roots depending on the degree of forest decline; this was more evident in seedlings where the species Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens were associated with, respectively, ECM of the most damaged stands and those with low forest decline.

Le but de cette étude était de d’analyser les espèces bactériennes cultivables associées aux ectomycorrhizes (ECM) des épinettes de Norvège des Sudètes exposées depuis de nombreuses années à des polluants atmosphériques, à des pluies acides et à un stress climatique, afin d’identifier les espèces spécialement adaptées à ces conditions. Une identification par BiologTM a été réalisée sur les espèces bactériennes des ECM des épinettes adultes et des plants de peuplements forestiers de déclivités faible, moyenne ou forte. La diversité bactérienne des ECM des épinettes adultes, des plants et des monolithes a été calculée; même si les valeurs attendues étaient clairement différentes, aucune différence significative entre les sites n’a été observée. Les dendrogrammes reliés aux espèces bactériennes identifiées plaçaient les peuplements des forêts à faible déclivité à part des autres. Les APC des données normalisées des espèces associées aux ECM ont montré une séparation claire entre les plants des peuplements forestiers de déclivité forte et des peuplements forestiers de déclivité faible, et une séparation moins évidente en ce qui concerne les épinettes adultes. En conclusion, le décalage de la population bactérienne cultivable associée aux ECM semble associé à la déclivité des peuplements d’épinettes de Norvège. Certaines espèces bactériennes étaient préférentiellement associées aux racines avec mycorrhizes en fonction du degré de déclivité de la forêt; ceci était plus évident chez les plants, où les espèces Burkholderia cepacia et Pseudomonas fluorescens étaient respectivement associées aux ECM des peuplements les plus endommagés et à ceux des forêts de faible déclivité.

Document Type: Research Article

Publication date: January 1, 2010

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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/2010/00000056/00000001/art00008
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