The second half of the 20th century saw widespread deployment of green-revolution agricultural technologies, some of which eventually proved to be environmentally problematic. To further improve crop yields more subtle interventions are now needed. Thuricin 17 (Th17) is a small protein produced by a rhizobacterium; it improves crop growth, particularly under stressful conditions. There is still much to learn regarding the commercial potential of Th17. Lipo-chitooligosaccharides (LCOs) cause plant growth promotion activity similar to Th17 and are now in the market place, however, Th17 has some clear advantages over LCOs (generally produces greater responses, faster and cheaper to produce, effective at lower concentrations). Thus, Th17 was compared with LCO application, in an effort to understand the potential of Th17 in crop production systems. A mix of controlled environment and field experiments were conducted on soybean and potato, and provided a clearer indication of the applied potential of Th17. Germination assays were conducted on soybean under growth chamber conditions, while both greenhouse and field trials were conducted on soybean and potato. Soybean germination assays conducted under both moderately- and severely-stressful low temperature conditions confirmed that the early growth enhancement response of both Th17 and LCO are greater under severely-low than moderately-low temperature stress conditions. Data were collected on growth and development variables of soybean; such as height, number of tri-foliate leaves, leaf area, dry weight of shoots, and number and dry weight of nodules. Besides this, data on number of pods and seeds per plant were also collected to determine effects on yield components. Greenhouse experiments showed that LCO treatment increased root biomass and Th17 treatment increased nodule weight. For potato, data were collected on yield (total number and for specific grades of tubers, including below market size, market size and above market size tubers). Both Th17 and LCO treatments had positive effects on the proportional increase in total and marketable yield under greenhouse and field condition. Collectively, these studies showed the potential to expand our understanding of the relatively recent and unexpected finding that Th17 and LCO effects interact with crop stress levels, and to apply this finding to allow increased production of soybean, potato, and eventually a wider range of crops, through the use of novel low-input technologies. / La seconde moitié du 20e siècle a été le siège d'un large déploiement de techniques issues de la révolution verte, à la longue certaines se sont révélées être problématiques pour l'environnement. Des changements plus subtils sont maintenant nécessaires pour continuer d'améliorer le rendement des cultures. La thuricine 17 (Th17) est une petite protéine produite par une rhizobactérie; elle améliore la croissance des cultures, particulièrement en conditions de stress. Il reste beaucoup à apprendre sur le potentiel commercial de la Th17. Les lipo-chitooligosaccharides (LCO) promeuvent la croissance des plantes d'une manière similaire à la Th17 et sont en vente sur le marché, par contre, la Th17 possède des avantages clairs en comparaison aux LCO (généralement plus efficace et à des concentrations plus faibles, plus rapide et moins coûteuse à produire). Donc, l'efficacité de la Th17 et des LCO ont été comparées, pour comprendre le potentiel de la Th17 en production agricole. Un mélange d'expériences en environnement contrôlé et en champ ont été réalisées sur la fève soya et la pomme de terre, et ont clarifiés le potentiel appliqué de la Th17. Des essais de germination ont été réalisés sur des fèves soya en chambre de culture, et des essais en serre et en champs ont été réalisés sur des fèves soya et des pommes de terre. Les essais de germination réalisés sous conditions de stress modéré et sévère de froid ont confirmé que l'amélioration du début de la croissance par la Th17 et les LCO est plus élevée sous stress sévère que modéré. Des données ont été récoltées sur des variables de croissance et de développement du soya telles que; la hauteur, le nombre de feuilles trifoliées, l'aire foliaire, le poids sec des pousses et le nombre et poids sec des nodules. De plus, des données sur le nombre de cosses et fèves ont été récoltées pour déterminer l'effet sur le rendement. Les expériences en serre ont montré que le traitement aux LCO augmente la biomasse des racines et que la Th17 augmente le poids des nodules. Pour la pomme de terre, des données de rendement ont été récoltées (nombre total de tubercules, de poids commercial mais aussi celles en dessous ou le dépassant). Les traitements de Th17 et LCO ont eu des effets positifs sur le rendement total de tubercules et sur celles de poids commercial, et ce, en serre comme en champs. Ensemble, ces études montrent le potentiel d'étendre nos connaissances au sujet de la découverte récente et surprenante que les effets de la Th17 et des LCO interagissent avec les niveaux de stress des cultures, et d'appliquer cette découverte pour permettre l'augmentation du rendement du soya, de la pomme de terre et plus tard d'une gamme plus large de cultures, via l'utilisation de technologies nouvelles à faible apport.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.117199 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Gautam, Kaberi |
| Contributors | Donald L Smith (Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Master of Science (Department of Plant Science) |
| Rights | All items in eScholarship@McGill are protected by copyright with all rights reserved unless otherwise indicated. |
| Relation | Electronically-submitted theses. |
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