<abstract xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>The bacterial nodulation (<italic>nod</italic>) genes are essential in the formation process of root nodules. This study was aimed to verify the occurrence of nodule-associated bacteria in two pea varieties (“Tarchalska” and “Klif ”) inoculated with <italic>Rhizobium</italic> inoculants – Nitragine™ and a noncommercial one produced by the Polish Institute of Soil Science and Plant Cultivation (IUNG). The number of colonies isolated on yeast extract mannitol (YEM) agar from the nodules of “Klif ” inoculated with IUNG inoculants was significantly higher than the number of colonies isolated from other variants. Species identification was based on sequencing of 16S rDNA, which revealed that despite careful sterilization of nodules, sequences of other bacterial species were detected. Among them, one sequence belonged to <italic>Rhizobium leguminosarum</italic> (isolated from IUNG inoculant). To assess the presence of nodulation-capable <italic>Rhizobium</italic>, amplification of the <italic>nodC</italic> gene was performed, which revealed that of 29 samples, 19 were positive. The remaining isolates, including reference strain and bacteria isolated from Nitragine™, lacked this gene. The results show that pea nodules harbor a very diverse community of bacteria. The lack of <italic>nodC</italic> gene in some strains isolated from plants inoculated with Nitragine™ and with IUNG inoculant proves that even if <italic>R. leguminosarum</italic> are abundant, they may not be efficient in nodulation.</p></abstract>

The bacterial nodulation (nod) genes are essential in the formation process of root nodules. This study was aimed to verify the occurrence of nodule-associated bacteria in two pea varieties (“Tarchalska” and “Klif ”) inoculated with Rhizobium inoculants – Nitragine™ and a noncommercial one produced by the Polish Institute of Soil Science and Plant Cultivation (IUNG). The number of colonies isolated on yeast extract mannitol (YEM) agar from the nodules of “Klif ” inoculated with IUNG inoculants was significantly higher than the number of colonies isolated from other variants. Species identification was based on sequencing of 16S rDNA, which revealed that despite careful sterilization of nodules, sequences of other bacterial species were detected. Among them, one sequence belonged to Rhizobium leguminosarum (isolated from IUNG inoculant). To assess the presence of nodulation-capable Rhizobium, amplification of the nodC gene was performed, which revealed that of 29 samples, 19 were positive. The remaining isolates, including reference strain and bacteria isolated from Nitragine™, lacked this gene. The results show that pea nodules harbor a very diverse community of bacteria. The lack of nodC gene in some strains isolated from plants inoculated with Nitragine™ and with IUNG inoculant proves that even if R. leguminosarum are abundant, they may not be efficient in nodulation.

<italic>NodC</italic>-based evaluation of the occurrence of bacteria in nodules of <italic>Pisum sativum</italic> isolated on YEM agar

<trans-abstract xml:lang="de" xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml"><p>Die bakteriellen Nodulationsgene (<italic>nod</italic>) sind für den Bildungsprozess der Wurzelknöllchen wesentlich. Diese Studie zielte darauf ab, das Vorkommen von knöllchenassoziierten Bakterien in zwei Erbsensorten zu überprüfen („Tarchalska“ und „Klif“), die mit einem <italic>Rhizobium</italic>-Inokulat, Nitragine™, oder einem nicht kommerziellen Produkt, hergestellt vom Polnischen Institut für Bodenkunde und Pflanzenanbau (IUNG), beimpft wurden. Die Anzahl der auf YEM-Agar isolierten Kolonien, die aus mit IUNG geimpften Knöllchen von "Klif" isoliert wurden, war signifikant höher als die Anzahl der aus anderen Varianten isolierten Kolonien. Die Identifizierung der Spezies beruhte auf der Sequenzierung von 16S-rDNA, die ergab, dass trotz sorgfältiger Sterilisation der Knöllchen Sequenzen von anderen Bakterienarten nachgewiesen wurden. Unter ihnen gehörte nur eine Sequenz zu <italic>R. leguminosarum</italic> (Bakterien, die aus dem IUNG-Impfstoff isoliert wurden). Um das Vorhandensein von nodulationsfähigem <italic>Rhizobium</italic> zu bestimmen, wurde eine Amplifikation des <italic>nodC</italic>-Gens durchgeführt, die ergab, dass von 29 Proben nur 19 positiv waren. Bei den verbleibenden Isolaten, einschließlich des Referenzstamms und der aus Nitragine™ isolierten Bakterien, fehlte dieses Produkt. Die Studie zeigen, dass die Erbsenknöllchen eine sehr unterschiedliche Bakteriengemeinschaft beherbergen. Das Fehlen des <italic>nodC</italic>-Gens in einigen Stämmen, die sowohl aus mit Nitragine™ als auch mit IUNG beimpften Pflanzen isoliert wurden, beweist, dass, auch wenn <italic>R. leguminosarum</italic> reichlich vorhanden ist, diese bei der Pflanzennodulation nicht wirksam sein können.</p></trans-abstract>

Die bakteriellen Nodulationsgene (nod) sind für den Bildungsprozess der Wurzelknöllchen wesentlich. Diese Studie zielte darauf ab, das Vorkommen von knöllchenassoziierten Bakterien in zwei Erbsensorten zu überprüfen („Tarchalska“ und „Klif“), die mit einem Rhizobium-Inokulat, Nitragine™, oder einem nicht kommerziellen Produkt, hergestellt vom Polnischen Institut für Bodenkunde und Pflanzenanbau (IUNG), beimpft wurden. Die Anzahl der auf YEM-Agar isolierten Kolonien, die aus mit IUNG geimpften Knöllchen von "Klif" isoliert wurden, war signifikant höher als die Anzahl der aus anderen Varianten isolierten Kolonien. Die Identifizierung der Spezies beruhte auf der Sequenzierung von 16S-rDNA, die ergab, dass trotz sorgfältiger Sterilisation der Knöllchen Sequenzen von anderen Bakterienarten nachgewiesen wurden. Unter ihnen gehörte nur eine Sequenz zu R. leguminosarum (Bakterien, die aus dem IUNG-Impfstoff isoliert wurden). Um das Vorhandensein von nodulationsfähigem Rhizobium zu bestimmen, wurde eine Amplifikation des nodC-Gens durchgeführt, die ergab, dass von 29 Proben nur 19 positiv waren. Bei den verbleibenden Isolaten, einschließlich des Referenzstamms und der aus Nitragine™ isolierten Bakterien, fehlte dieses Produkt. Die Studie zeigen, dass die Erbsenknöllchen eine sehr unterschiedliche Bakteriengemeinschaft beherbergen. Das Fehlen des nodC-Gens in einigen Stämmen, die sowohl aus mit Nitragine™ als auch mit IUNG beimpften Pflanzen isoliert wurden, beweist, dass, auch wenn R. leguminosarum reichlich vorhanden ist, diese bei der Pflanzennodulation nicht wirksam sein können.

Die Bodenkultur: Journal of Land Management, Food and Environment

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

-based evaluation of the occurrence of bacteria in nodules of  isolated on YEM agar

The bacterial nodulation (nod) genes are essential in the formation process of root nodules. This study was aimed to verify the occurrence of nodule-associated...

NodC-based evaluation of the occurrence of bacteria in nodules of Pisum sativum isolated on YEM agar

Article Category: Research Article

Published Online: Jun 11, 2019

Page range: 59 - 67

Received: Oct 03, 2018

Accepted: Dec 10, 2018

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0005

Keywords
bv., L., inoculant, genes, 16S rDNA sequencing

© 2019 Anna Lenart-Boroń, Tadeusz Zając, Piotr Mateusz Boroń, Agnieszka Klimek-Kopyra, published by Sciendo

This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License.

NodC-based evaluation of the occurrence of bacteria in nodules of Pisum sativum isolated on YEM agar

Article Category: Research Article

Published Online: Jun 11, 2019

Page range: 59 - 67

Received: Oct 03, 2018

Accepted: Dec 10, 2018

DOI: https://doi.org/10.2478/boku-2019-0005

Keywordsbv., L., inoculant, genes, 16S rDNA sequencing

© 2019 Anna Lenart-Boroń, Tadeusz Zając, Piotr Mateusz Boroń, Agnieszka Klimek-Kopyra, published by Sciendo

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Keywords
bv., L., inoculant, genes, 16S rDNA sequencing