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- Title
Temporal effects on the composition of a population of Sinorhizobium meliloti associated with Medicago sativa and Melilotus alba.
- Authors
Bromfield, Eden SP; Butler, Gail; Barran, Leslie R
- Abstract
An assessment was made of the impact of temporal separation on the composition of a population of Sinorhizobium meliloti associated with Medicago sativa (alfalfa) and Melilotus alba (sweet clover) grown at a single site that had no known history of alfalfa cultivation. Root nodules were sampled on six occasions over two seasons, and a total of 1620 isolates of S. meliloti were characterized on the basis of phage sensitivity using 16 typing phages. Plant infection tests indicated that symbiotic S. meliloti were deficient in the soil at the time of planting and that these bacteria were present at low density during the first season (<10[sup 2] /g of soil); in the second season numbers increased markedly to about 10[sup 5] /g of soil. Overall, 37 and 51 phage types, respectively, were encountered among the nodule isolates from M. sativa and M. alba. The data indicate significant temporal shifts in the frequency and diversity of types associated with the two legume species. Apparent temporal variation with respect to the frequency of types appeared largely unpredictable and was not attributable to any one sampling time. The results indicate an apparent reduction in phenotypic diversity over the course of the experiment. Differential host plant selection of specific types with respect to nodule occupancy was indicated by significant interactions between legume species and either the frequency or diversity of phage types. Isolates from M. sativa that were resistant to lysis by all typing phages (type 14) were unusual in that they were predominant on this host at all sampling times (between 53% and 82% nodule occupancy) and were relatively homogeneous on the basis of DNA hybridization with 98% of the isolates analysed sharing the same nod EFG hybridization profile. In contrast, those isolates from M. alba comprising type 14 were encountered at low total frequency (2%) and were genetically heterogeneous on the basis of Southern hybridization. The implications of the observed temporal and host plant variation for ecological studies are discussed.Key words: Sinorhizobium meliloti, populations, temporal effects, Medicago sativa, Melilotus alba.Une évaluation environnementale de l'impact de l'espacement temporel a été effectuée sur la composition d'une population de Sinorhizobium meliloti associée avec Medicago sativa (luzerne) et Melilotus alba (trèfle sucré) cultivés dans un lieu unique n'ayant pas d'histoire connue de culture de luzerne. Les nodules ont été échantillonnés à six occasions sur deux saisons et un total de 1620 isolats de S. meliloti ont été caractérisés sur la base de leur sensibilité aux phages, en utilisant 16 phages de typage. Les test d'infection de plants ont indiqué que les symbiotes S. meliloti étaient déficients dans le sol au moment de la plantation et que ces bactéries étaient présentes en faible densité au cours de la première saison (<10[sup 2] /g de sol); lors de la seconde saison les nombres ont nettement augmenté jusqu'à environ 10[sup 5] /g de sol. En tout, 37 et 51 types de phages ont été rencontrés parmi les isolats de M. sativa et de M. alba, respectivement. Les données indiquent un décalage temporel significatif dans la fréquence et la diversité des types de phages associés aux deux espèces de légumineuses. Une variation temporelle en accord avec la fréquence des types de phages nous a semblé largement imprévisible et n'a pu être attribué à aucun des temps d'échantillonnage. Les résultats indiquent une apparente réduction de la diversité phénotypique au cours de l'expérimentation. Une sélection différentielle des plantes hôtes de types spécifiques en lien avec l'occupation des nodules a été indiqué par des interactions significatives entre les espèces de légumineuses et soit la fréquence ou la diversité des types de phages. Les isolats de M. sativa résistants à la lyse par tous les phages de typage (type 14) étaient anormaux, en ce sens qu'ils étaient prédominants sur cet hôte à tous les temps d'échantillonnage (entre 53 % et 82 % d'occupation des nodules) et qu'ils étaient relativement homogènes sur la base de l'hybridation de l'ADN avec 98 % des isolats analysés partageant le même profil d'hybridation de nod EGF. Contrairement à ces observations, les isolats de M. alba qui comprenaient le type 14 étaient rencontrés à une fréquence totale plutôt basse (2 %) et étaient génétiquement hétérogènes sur la base d'hybridation de type Southern. Les implications pour des études écologiques des observations sur les variations temporelles et des plantes hôtes sont discutées.Mots clés : Sinorhizobium meliloti, populations, effets temporaux, Medicago sativa, Melilotus alba.[Traduit par la Rédaction]
- Subjects
ALFALFA; WHITE sweet clover; ROOT-tubercles; HOST plants; NUCLEIC acid hybridization
- Publication
Canadian Journal of Microbiology, 2001, Vol 47, Issue 6, p567
- ISSN
0008-4166
- Publication type
Article
- DOI
10.1139/w01-034