AGRIS - 

2015

Onishchuk, O.P. | Kurchak, O.N. | Chizhevskaya, E.P. | Provorov, N.A. | Simarov, B.V., All-Russia Research and Development Inst. of Agricultural Microbiology, St. Petersburg

Selection of commercially valuable strains of Rhizobia is usually performed for symbiotic efficiency (ability to increase inoculated host plants mass due to intensive nitrogen fixation) and competitiveness (ability alfalfa rhizobia to colonize plants in presence of other rhizobia strains of same species). By PCR analysis of Sinorhizobium meliloti of various origins there was shown for 1st time natural populations' polymorphism for genes Smc03879 or phbA "effective symbiosis's negative regulator", encoding poly-beta-hydroxybutyrate (PBH) synthesis and Sma0907 or str-107 (involved in competition for nodulation). In poor alkaline soil population (Uralsk region, Kazakhstan) phbA gene was detected in 100% of strains, in rich Chernozem soil population of Ternopol region of Ukraine - in only 82.2% of strains. Even lower phbA occurrence (30.8%) is characteristic of strains isolated from alfalfa nodules collected in Ternopil region. This polymorphism may reflect a different adaptive value for conversion of C-compounds into PBH for rhizobia strains from the different regions. Participation of gene phbA in the control of symbiotic efficiency is confirmed by the fact that for the gene nifH, which encodes for the structure of the small subunit of nitrogenase, but does not affect the intensity of its synthesis, differences in polymorphism between strains of 2 populations were not identified. The absence of polymorphism for gene Smb21375 or eff-798 in all studied populations may be due to the fact that it encodes an ABC transporter required for the uptake by bacteria the broad range of essential nutrients obtained from both the host plant or from the soil. An increased incidence of effective symbionts among strains lacking gene phbA, indicates the prospects to use the molecular probes containing this gene for the selection of practically important rhizobia genotypes that can provide the host plant with the significant amounts of fixed nitrogen. | Отбор хозяйственно ценных штаммов ризобий обычно ведут на симбиотическую эффективность (способность повышать массу инокулированных растений-хозяев благодаря интенсивной азотфиксации) и конкурентоспособность (способность заселять растения в присутствии других штаммов этого же вида ризобий). С помощью ПЦР-анализа штаммов ризобий люцерны (Sinorhizobium meliloti) различного происхождения был впервые показан полиморфизм природных популяций по генам Smc03879, или phbA ("негативный регулятор эффективного симбиоза", кодирующий синтез поли-бета-гидроксибутирата - ПБГ), и Sma0907, или cmp-107 (участвует в конкуренции за образование клубеньков). В популяции из бедной солончаковой почвы (Уральская область, Казахстан), ген phbA выявлен у 100% штаммов, а в популяции из богатой черноземной почвы Тернопольской области Украины - лишь у 82,2% штаммов. Еще более низкая встречаемость гена phbA (30,8%) характерна для штаммов из клубеньков люцерны, собранных в Тернопольской области. Наблюдаемый полиморфизм может отражать разную адаптивную значимость конверсии С-соединений в ПБГ для штаммов ризобий из разных регионов. Участие гена phbA в контроле симбиотической эффективности подтверждается тем, что для гена nifH, который кодирует структуру малой субъединицы нитрогеназы, но не влияет на интенсивность ее синтеза, различий в показателях популяционного полиморфизма между штаммами 2 популяций выявлено не было. Отсутствие во всех изученных популяциях полиморфизма по гену Smb21375, или eff-798, может быть связано с тем, что кодируемый им АВС-транспортер необходим для переноса в бактериальную клетку широкого спектра питательных веществ, получаемых как от растения-хозяина, так и из почвы. Высокая встречаемость эффективных симбионтов среди штаммов, лишенных гена phbA, указывает на возможность использования молекулярных зондов, содержащих этот ген, для отбора практически значимых генотипов ризобий, способных обеспечивать растение-хозяина значительными количествами фиксированного азота.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation