The legume-rhizobia relationship is an important symbiosis. Studies have found variation in specificity and the functionality of symbiotic specificity can vary among plants of the same species and among rhizobia, as well as in concert with geographical variation. Here, we examined the diversity and geographic structure of rhizobia nodulating Chamaecrista fasciculata, which grows throughout the east-central U.S. and is symbiotic with Bradyrhizobium species. We investigated the association of geography and soil variables on rhizobial diversity by sampling plant nodules and soil across Mississippi and evaluated variation in rhizobia housed in different nodules of individual plants. Using nifH and truA, we conducted phylogenetic analyses and mantel tests but did not find that geography correlates with genetic diversity. However, soil variables and genetic distance were significantly correlated. Lastly, we found that rhizobia across nodules of the same plant varied substantially. These results contribute to the knowledge of rhizobial assemblages in natural populations.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-28Bitstream added on 2014-06-13T19:55:57Z : No. of bitstreams: 1 stropa_kc_me_jabo.pdf: 1481358 bytes, checksum: c093689dc1f549339c3a1e758d9ae052 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O teor protéico da semente de soja pode chegar a 42%, o que demanda uma alta quantidade de nitrogênio. Bradyrhizobium elkanii e Bradyrhizobium japonicum são bactérias fixadoras de nitrogênio que estabelecem uma simbiose com a soja convertendo o nitrogênio atmosférico em amônia, que é o composto assimilável pela planta. A maximização desta simbiose em termos de produtividade são alcançados por meio da inoculação com estirpes de bradirrizóbios, através de inoculantes comerciais. O objetivo deste trabalho consistiu em enumerar células bacterianas de inoculantes de 1, 2 e 4 anos a partir da data de fabricação e avaliar a sobrevivência das células em sementes de soja em 4, 24 e 48 h após inoculação. Os resultados de contagem das unidades formadoras de colônias (UFC) foram confrontados com a técnica de quantificação absoluta por PCR (reação em cadeia da polimerase) em tempo real (qaPCR). Os números foram coerentes em ambas as técnicas em relação à proporção nos tempos de inoculação e nos inoculantes em análise, porém a qaPCR apresentou melhor acurária e rapidez nos resultados, detectando as células incultiváveis. As células resistiram sob dessecação até t=24 h, com queda considerável em todos os inoculantes após 48 h sob dessecação. Provavelmente esta queda é resultado de alteração bioquímica e fisiológica de seu metabolismo, dispondo de mecanismos defensivos às condições adversas para sua sobrevivência. A enumeração por qaPCR pode ser usada como prova, em casos de variação encontrada na quantificação por diferentes laboratórios, considerando que o método por UFC apresenta muitas variáveis e não incluem células viáveis não cultiváveis (VBNC). O fato do estado fisiológico dos rizóbios em inoculantes ser bastante variável ao longo do período de armazenamento, a enumeração celular seja pelo método de plaqueamento... / Soybean grains contain up 42% of protein, so this crop requires high amounts of nitrogen for plant development. Bradyrhizobium elkanii and Bradyrhizobium japonicum are nitrogen fixing bacteria that establish symbiosis with soybean, converting the atmospheric nitrogen into ammonia that is the assimilable inorganic nitrogen compound for the plant. The optimization of this symbiosis and the success of biological nitrogen fixation (BNF) are reached by inoculating the seeds with strains of bradyrhizobia, using commercial inoculants. The aim of this work consisted in the enumeration of bacterial cells of inoculants 1, 2, and 4 years old counting from the date of manufacture and in the evaluation of surviving cells under desiccation in soybean seeds after 4h, 24h, and 48 h. The results of counting of the colony forming colonies (CFU) were correlated with those of obtained using absolute quantification by PCR (realtime PCR qaPCR). The values were coherent in both the techniques in relation to the ratio in times of inoculation and the inoculants properly. However, qaPCR was quicker and more occurat; and also allowed detection of the non-culturable cells. The cells resisted under desiccation until t=24 h, with considerable fall in all the inoculants after 48h under desiccation. This was probably due to by biochemical and physiological changes in its metabolism, making use of defensive mechanisms to the adverse conditions for its survival. qaPCR enumeration could be used as a proof when variation in cell counting by different laboratories occurs. Considering that CFU based method present a lot of variables and do not account live cells in viable but non culturable (VBNC). The fact of the physiological state in rhizobia inoculants be sufficiently changeable throughout the storage period, the cellular enumeration for both methods do not reveal real state of the biological system in question... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo: O teor protéico da semente de soja pode chegar a 42%, o que demanda uma alta quantidade de nitrogênio. Bradyrhizobium elkanii e Bradyrhizobium japonicum são bactérias fixadoras de nitrogênio que estabelecem uma simbiose com a soja convertendo o nitrogênio atmosférico em amônia, que é o composto assimilável pela planta. A maximização desta simbiose em termos de produtividade são alcançados por meio da inoculação com estirpes de bradirrizóbios, através de inoculantes comerciais. O objetivo deste trabalho consistiu em enumerar células bacterianas de inoculantes de 1, 2 e 4 anos a partir da data de fabricação e avaliar a sobrevivência das células em sementes de soja em 4, 24 e 48 h após inoculação. Os resultados de contagem das unidades formadoras de colônias (UFC) foram confrontados com a técnica de quantificação absoluta por PCR (reação em cadeia da polimerase) em tempo real (qaPCR). Os números foram coerentes em ambas as técnicas em relação à proporção nos tempos de inoculação e nos inoculantes em análise, porém a qaPCR apresentou melhor acurária e rapidez nos resultados, detectando as células incultiváveis. As células resistiram sob dessecação até t=24 h, com queda considerável em todos os inoculantes após 48 h sob dessecação. Provavelmente esta queda é resultado de alteração bioquímica e fisiológica de seu metabolismo, dispondo de mecanismos defensivos às condições adversas para sua sobrevivência. A enumeração por qaPCR pode ser usada como prova, em casos de variação encontrada na quantificação por diferentes laboratórios, considerando que o método por UFC apresenta muitas variáveis e não incluem células viáveis não cultiváveis (VBNC). O fato do estado fisiológico dos rizóbios em inoculantes ser bastante variável ao longo do período de armazenamento, a enumeração celular seja pelo método de plaqueamento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Soybean grains contain up 42% of protein, so this crop requires high amounts of nitrogen for plant development. Bradyrhizobium elkanii and Bradyrhizobium japonicum are nitrogen fixing bacteria that establish symbiosis with soybean, converting the atmospheric nitrogen into ammonia that is the assimilable inorganic nitrogen compound for the plant. The optimization of this symbiosis and the success of biological nitrogen fixation (BNF) are reached by inoculating the seeds with strains of bradyrhizobia, using commercial inoculants. The aim of this work consisted in the enumeration of bacterial cells of inoculants 1, 2, and 4 years old counting from the date of manufacture and in the evaluation of surviving cells under desiccation in soybean seeds after 4h, 24h, and 48 h. The results of counting of the colony forming colonies (CFU) were correlated with those of obtained using absolute quantification by PCR (realtime PCR qaPCR). The values were coherent in both the techniques in relation to the ratio in times of inoculation and the inoculants properly. However, qaPCR was quicker and more occurat; and also allowed detection of the non-culturable cells. The cells resisted under desiccation until t=24 h, with considerable fall in all the inoculants after 48h under desiccation. This was probably due to by biochemical and physiological changes in its metabolism, making use of defensive mechanisms to the adverse conditions for its survival. qaPCR enumeration could be used as a proof when variation in cell counting by different laboratories occurs. Considering that CFU based method present a lot of variables and do not account live cells in viable but non culturable (VBNC). The fact of the physiological state in rhizobia inoculants be sufficiently changeable throughout the storage period, the cellular enumeration for both methods do not reveal real state of the biological system in question... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Jackson Antônio Marcondes de Souza / Coorientadora: Eliana Gertrudes Macedo Lemos / Banca: Manoel Victor Franco Lemos / Banca: Emanuel Maltempi de Souza / Mestre