ABSTRACTSymbiotic alders are potential candidates for use in the remediation and revegetation of oil sands reclamation sites, and greenhouse inoculation has been shown to help ensure successful out-planting in the field. For successful nodule formation and growth, the time of inoculation (plant age) and N input are factors to be considered. In the present study, symbiosis was induced between Alnus crispa and Frankia strain AvcI1. Seedlings were grown, inoculated and exposed to different growing conditions that consisted of combining the presence or absence of Frankia, three different plant ages and five N treatments, to determine the best method for enhancing plant nodulation and growth. Results indicated that inoculation of 9-week-old seedlings with Frankia improved seedling growth, promoted nodule formation and ensured efficient N2 fixation. Fertilization with 100ppm of N was counterproductive for plant health, while the lower concentration of N, 10ppm, did not fulfill the N requirements of seedlings, suggesting the need to apply higher concentrations of N that do not surpass 100ppm. Greenhouse inoculated alders were subsequently used in a large-scale field trial to evaluate their ability to improve soil quality and metabolic activity of the indigenous microbial community in an oil sands reclamation site. In addition, the inoculated Frankia was monitored to determine if it remained present as part of the endophytic community in alder nodules. Results showed that inoculated alders were capable of very active growth, out performing non-inoculated plants, producing up to five-fold more biomass within the 3 growing season monitoring period. Alders also promoted the proliferation of heterotrophic and hydrocarbon degrading bacteria in the rhizosphere. Indigenous Frankia strains, that shared molecular similarities with the symbiont used in this study, were found in the nodules of non-inoculated alders, as well as in some of the soil samples indicating that a molecular detection approach requires further validation. / RÉSUMÉLes aulnes symbiotiques ont un excellent potentiel pour la restauration et la re-végétalisation des anciens sites d'exploitation des sables bitumineux, et la pré-inoculation en serre a été démontrée comme aidant à assurer le succès de la plantation sur le terrain. Pour une croissance et une formation optimale des nodules, plusieurs facteurs sont à considérer : le moment de l'inoculation (âge de la plante) et les sourcesd'N. Dans la présente étude, Alnus crispa a été inoculé avec la souche Frankia AvcI1. Les semis ont été exposés à différentes conditions incluant la présence ou l'absence de Frankia, trois moment d'inoculation et cinq traitements d'N, afin de déterminer la meilleure méthode pour induire la nodulation des plantes et optimiser la croissance. Les résultats ont indiqué que l'inoculation avec Frankia à 9 semaines d'âge a amélioréla croissance des semis, la formation de nodules et la fixation de N2. La fertilisation avec 100 ppm d'N a été nocive pour la santé des plantes, tandis que la fertilisation avec 10 ppm d'N n'a pas remplis les besoins en azote des semis, ce qui suggère la nécessité d'appliquer des concentrations plus élevées d'N ne dépassant toutefois pas 100 ppm.Les semis d'aulnes inoculés en serre ont ensuite été utilisés dans un essai à grande échelle sur le terrain afin d'évaluer leur capacité à améliorer la qualité des sols et l'activité métabolique de la communauté microbienne indigène sur un ancien site d'exploitation des sables bitumineux. En outre, la souche de Frankia inoculée a été surveillée pour déterminer si elle est restée présente parmis la communauté endophyte des nodules d'aulne. Les résultats ont démontrés que les aulnes inoculés étaient capable d'une croissance beaucoup plus active que lesplantes non inoculées, produisant jusqu'à cinq fois plus de biomasse au cours des trois saisons de croissance de l'essai sur le terrain. Les aulnes ont aussi favorisé la prolifération des bactéries hétérotrophes et des bactéries dégradant les hydrocarbures leur rhizosphère. Dessouches de Frankia indigènes qui partageaient des similitudes moléculaires avec le symbiote utilisée dans cette étude, ont été retrouvées dans les nodules des aulnes non inoculés, ainsi que dans certains des échantillons de sol indiquant qu'une approche de détection moléculaire nécessite une validation plus poussée.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.110622 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Escobar Jaramillo, Paola |
| Contributors | Charles William Greer (Internal/Cosupervisor2), Lyle Whyte (Internal/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 Natural Resource Sciences) |
| 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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