Correo Electrónico
DNINFOA - SIA
Bibliotecas
Convocatorias
Identidad U.N.
Published
Rhizospheric rhizobia identification in maize (Zea mays L.) plants
Identificación de rizobios rizosféricos en plantas de maíz (Zea mays L.)
DOI:
https://doi.org/10.15446/agron.colomb.v37n3.80189Keywords:
rhizobacteria, rhizosphere, molecular identification, Rhizobium (en)rizobacterias, rizosfera, identificación molecular, Rhizobium (es)
Downloads
Rhizobia have been studied for the symbiosis that they establish with the roots of legumes. However, the colonization and promotion of growth in non-leguminous plants has also been demonstrated. The aim of this work was the biochemical and molecular identification of rhizosphere rhizobia present in
the rhizosphere of two commercial maize cultivars. Cultivable
isolates were obtained in yeast-mannitol-agar (YMA) medium
from rhizospheric soil and the rhizoplane. The cultural (size,
color, mucus, etc.), morphological, and staining (cell shape,
response to staining and sporulation) characteristics were
determined as well as isolate responses to eight biochemical
tests (acid-base production, citrate, oxidase, catalase, H2S
production, urease, gelatinase and the oxidative-fermentative
assay) that are valuable for rhizobia identification. The genus
was determined by 16S rDNA gene sequencing. We obtained 81
total isolates of which 30.86% showed the cultural, morphological and staining characteristics expected for rhizobia and only 20% of these corresponded to the genus Rhizobium.
Los rizobios han sido estudiados por la simbiosis que establecen con las raíces de las leguminosas. Sin embargo, la colonización y promoción del crecimiento en plantas no leguminosas también ha sido demostrada. Este trabajo tuvo como objetivo la identificación bioquímica y molecular de rizobios rizosféricos presentes en la rizosfera de dos cultivares comerciales de maíz. Se obtuvieron aislamientos cultivables en medio Levadura- Manitol-Agar (YMA) a partir del suelo rizosférico y rizoplano de las plantas. Se determinaron las características culturales del cultivo (tamaño, color, mucosidad, etc.) y morfo-tintoriales (forma celular, respuesta a la tinción y esporulación), así como la respuesta de los aislados a ocho pruebas bioquímicas (producción ácido-base, citrato, oxidasa, catalasa, producción de H2S, ureasa, gelatinasa y ensayo oxidativo-fermentativo) con valor predictivo para la identificación de rizobios. Se determinó el género mediante la secuenciación del gen ADNr-16S. Se obtuvieron 81 aislados totales de los cuales el 30.86% mostró las características culturales, morfológicas y tintoriales esperadas para los rizobios y solamente el 20% de estos correspondió al género Rhizobium.
References
Atlas, R. and R. Bartha. 2005. Ecología Microbiana y Microbiología Ambiental. Addison Wesley, Madrid.
Bécquer, C.J., B. Salas, D.J. Archambault, J.J. Slaski, and A. Anyia. 2008. Selección de rizobios adaptados a ecosistemas ganaderos de Sancti Spíritus, Cuba, inoculados en maíz (Zea mays, L.). Fase I: Invernadero. Pastos y Forrajes. 31(3), 229-246.
Bécquer, C.J., U. Ávila, L. Palmero, A. Nápoles, L. Ulloa, Y. Suárez, and O. Colina. 2011. Selección de cepas aisladas de rizobios, inoculadas en maíz (Zea mays L.), en condiciones de campo en ecosistemas ganaderos de Sancti Spíritus, Cuba. Rev. Cub. Cienc. Agric. 45(4), 445-449.
Benson, D.A., K. Clark, I. Karsch-Mizrachi, D.J. Lipman, J. Ostell, and E.W. Sayers. 2015. GenBank. Nuc. Acids Res. 43(Database issue), D30-5. Doi: 10.1093/nar/gku1216
Berrada, H. and K. Fikri-Benbrahim. 2014. Taxonomy of the rhizobia: current perspectives. Br. Microbiol. Res. J. 4(6), 616-639. Doi: 10.9734/BMRJ/2014/5635
Chabot, R., H. Antoun, and M.P. Cescas. 1996. Growth promotion of maize and lettuce by phosphate-solubilizing Rhizobium leguminosarum bv. phaseoli. Plant Soil 184(2), 311-321. Doi:10.1007/BF00010460
Christensen, W.B. 1946. Urea decomposition as a means of differentiating Proteus and Paracolon cultures from each other and from Salmonella and Shigella types. J. Bacteriol. 52(4), 461-466.
Criollo, P.J., M. Obando, L. Sánchez, and R. Bonilla. 2012. Efecto de bacterias promotoras de crecimiento vegetal (PGPR) asociadas a Pennisetum clandestinum en el altiplano cundiboyacense. Cienc. Tecnol. Agropec. 13(2), 189-195. Doi: 10.21930/rcta.vol13_num2_art:254
Dall’Agnol, R.F., R.A. Ribeiro, E. Ormeno-Orrillo, M.A. Rogel, J.R.M. Delamuta, D.S. Andrade, and M. Hungria. 2013. Rhizobium freirei sp. nov., a symbiont of Phaseolus vulgaris that is very effective at fixing nitrogen. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 63(11), 4167-4173. Doi: 10.1099/ijs.0.052928-0
Difco Laboratories. 2009. Difco & BBL manual: manual of microbiological culture media. Becton Dickinson and Company, Sparks, USA.
Flores-Félix, J.D., E. Menéndez, L.P. Rivera, M. Marcos-García, P. Martínez-Hidalgo, P.F. Mateos, and E. Martínez-Molina. 2013. Use of Rhizobium leguminosarum as a potential biofertilizer for Lactuca sativa and Daucus carota crops. J. Plant Nutr. Soil. Sci. 176(6), 876-882. Doi: 10.1002/jpln.201300116
Frioni, L. 1990. Comunidad del Sur-Edinor. Ecología microbiana del suelo. Colección Reencuentro, Universidad de la República, Montevideo
García-Fraile, P., L. Carro, M. Robledo, M.H. Ramírez-Bahena, J.D. Flores-Félix, M.T. Fernández, and P.F. Mateos. 2012. Rhizobium promotes non-legumes growth and quality in several production steps: towards a biofertilization of edible raw vegetables healthy for humans. PLOS ONE 7(5), e38122. Doi: 10.1371/journal.pone.0038122
Gaurav, K., A.K. Singh, and G. Singh. 2016. Spent wash as an alternative medium for growth of Rhizobium. J. Acad. Indust. Res. 5(6), 81-84.
Gaviria-Giraldo, J., G. Restrepo-Franco, N. Galeano-Vanegas, and A. Hernández-Rodríguez. 2018. Bacterias diazotróficas con actividad promotora del crecimiento vegetal en Daucus carota L. Cienc. Agricult. 15(1), 19-27. Doi: 10.19053/01228420.v15.n1.2018.7753
Graham, P.H. and C.A. Parker. 1964. Diagnostic features in the characterization of the root-nodule bacteria of legumes. Plant Soil 20, 383-396. Doi: 10.1007/BF01373828
Granada-Mora, K.I., R. González, Y. Alvarado, A.R. Robles, and R. Torres. 2015. Caracterización de rizobacterias y estimulación de parámetros morfológicos y biomasa en maíz (Zea mays L.). Centro de Biotecnología 4(1), 14-22.
Heidarzade, A., H. Pirdashti, and M. Esmaeili. 2010. Quantification of allelopathic substances and inhibitory potential in root exudates of rice (Oryza sativa) varieties on Barnyardgrass (Echinochloa crus-galli L.). Plant Omics 3(6), 204-209.
Hernández, A., J.M. Pérez, and D. Bosch. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba. Ediciones INCA, Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas, Cuba.
Hernández, A., N. Rives, A. Caballero, A.N. Hernández, and M. Heydrich. 2004. Caracterización de rizobacterias asociadas al cultivo del maíz en la producción de compuestos indólicos, sideróforos y ácido salicílico. Rev. Colomb. Biotecnol. 6(1), 6-13.
Hernández, I. 2015. Rizobios asociados a plantas de arroz (Oryza sativa L.) cultivar INCA LP-5. Efecto en el crecimiento del cultivo. Msc thesis, Universidad de La Habana, La Habana.
Hernández, I. and M.C. Nápoles. 2018. Efecto de diferentes fuentes de carbono sobre el crecimiento de un aislado de rizobio. Cult. Trop. 39(3), 87-90.
Hugh, R. and E. Leifson. 1953. The taxonomic significance of fermentative versus oxidative metabolism of carbohydrates by various gram-negative rods. J. Bacteriol. 66(1), 24-26.
Kapulnik, Y. 2002. Plant roots the hidden half. Plant growth promotion by rhizosphere bacteria. M. Dekker, New York, USA.
Knief, C., N. Delmotte, S. Chaffron, M. Stark, G. Innerebner, R. Wassmann, and C. von Mering. 2012. Metaproteogenomic analysis of microbial communities in the phyllosphere and rhizosphere of rice. Isme J. 6(7), 1378. Doi: 10.1038/ismej.2011.192
Koser, S.A. 1923. Utilization of the salts of organic acids by the colon-aerogenes group. J. Bacteriol. 8(5), 493-520.
Kovaks, N. 1956. Identification of Pseudomonas pyocyanea by the oxidase reaction. Nature 178, 703. Doi: 10.1038/178703a0
Kumar, S., G. Stecher, M. Li, C. Knyaz, and K. Tamura. 2018. MEGA X: Molecular evolutionary genetics analysis across computing platforms. Mol. Biol. Evol. 35(6), 1547-1549. Doi: 10.1093/molbev/msy096
Leboffe, M.J. and B.E. Pierce. 2010. Microbiology laboratory theory and application. Morton Publishing Company, Englewood, USA.
Luyten, E. and J. Vanderleyden. 2000. Survey of genes identified in Sinorhizobium meliloti spp., necessary for the development of an efficient symbiosis. Eur. J. Soil Biol. 36(1), 1-26. Doi: 10.1016/S1164-5563(00)00134-5
MacFaddin, J.F. 2000. Biochemical tests for identification of medical bacteria. Lippincott, Williams, and Wilkins. Philadelphia, USA.
Martín, G.M. and R. Rivera. 2015. Influencia de la inoculación micorrízica en los abonos verdes. Efecto sobre el cultivo principal. Estudio de caso: el maíz. Cult. Trop. 36, 34-50.
Permuy, A.N. 2013. El cultivo de maíz. Conferencia sobre el cultivo de maíz. Estación territorial de investigaciones agropecuaria de Holguín (ETIAH).
Ramírez-Bahena, M.H., P. García-Fraile, A. Peix, A. Valverde, R. Rivas, J.M. Igual, and E. Velázquez. 2008. Revision of the taxonomic status of the species Rhizobium leguminosarum (Frank 1879) Frank 1889AL, Rhizobium phaseoli Dangeard 1926AL and Rhizobium trifolii Dangeard 1926AL. R. trifolii is a later synonym of R. leguminosarum. Reclassification of the strain R. leguminosarum DSM 30132 (=NCIMB 11478) as Rhizobium pisi sp. nov. Int. J. Syst. Evol. Microbiol. 58(11), 2484-2490. Doi: 10.1099/ijs.0.65621-0
Sadowsky, M.J., H.H. Keyser, and B.B. Bohlool. 1983. Biochemical characterization of fast- and slow-growing rhizobia that nodulate soybeans. Int. J. Syst. Bacteriol. 33(4), 716-722. Doi: 10.1099/00207713-33-4-716
Sessitsch, A., J.G. Howieson, X. Perret, H. Antoun, and E. Martinez-Romero. 2002. Advances in Rhizobium research. Critical Rev. Plant Sci. 21, 323-378. Doi: 10.1080/0735-260291044278
Sugumaran, P. and B. Janarthanam. 2007. Solubilization of potassium containing minerals by bacteria and their effect on plant growth. World J. Agricul. Sci. 3(3), 350-355.
van Loon, L.C. 2007. Plant responses to plant growth-promoting bacteria. Eur. J. Plant. Pathol. 119, 243-254. Doi: 10.1007/s10658-007-9165-1
van Rossum, D., F.B. Schuuramns, M. Gilli, A. Muyotcha, H.W. van Versveld, A.H. Stouthamer, and F.C. Boogerd. 1995. Genetic and phenetic analyses of Bradyrhizobium strains nodulating peanut (Arachis hypogaea L.) roots. Appl. Environ. Microbiol. 61(4), 1599-1609.
Vessey, J.K. 2003. Plant growth promoting rhizobacteria as biofertilizers. Plant Soil 255(2), 571-586. Doi: 10.1023/A:1026037216893
Vidal, M., R. Ruiz, A. Antúnez, and C. Araya. 2015. Antecedentes nutricionales del cultivo de maíz en Chile. pp. 83-93. In: Antúnez, A., M. Vidal, S. Felmer, and M. González. Riego por pulsos de maíz grano. Boletín INIA no. 312. Instituto de Investigaciones Agropecuarias INIA, Rengo, Chile.
von Post, R., C. Dayteg, M. Nilsson, B. Forster, S. Tuvesson, and L. von Post. 2003. A high-throughput DNA extraction method for barley seed. Euphytica 130, 255-260. Doi: 10.1023/A:1022863006134
Wang, E.T. and J.C. Martínez-Romero. 2001. Taxonomía del Rhizobium. Centro de investigaciones sobre fijación de Nitrógeno. Microbios, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexico.
Winn, W., S. Allen, W. Janda, E. Koneman, G. Procop, P. Schreckenberger, and G. Woods. 2006. Color atlas and textbook of diagnostic microbiology. Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, USA.
Yang, Y., N. Wang, X. Guo, Y. Zhang, and Y. Boping. 2017. Comparative analysis of bacterial community structure in the rhizosphere of maize by high-throughput pyrosequencing. PLOS ONE 12(5), e0178425. Doi: 10.1371/journal.pone.0178425
Zúñiga, A., M.J. Poupin, R. Donoso, T. Ledger, N. Guiliani, R.A. Gutiérrez, and B. González. 2013. Quorum sensing and indole- 3-acetic acid degradation play a role in colonization and plant growth promotion of Arabidopsis thaliana by Burkholderia phytofirmans PsJN. Mol. Plant Microbe. Interact. 26(5), 546-553. Doi: 10.1094/MPMI-10-12-0241-R
How to Cite
APA
ACM
ACS
ABNT
Chicago
Harvard
IEEE
MLA
Turabian
Vancouver
Download Citation
CrossRef Cited-by
1. Sucleidi Nápoles Vinent, Jorge González Aguilera, Ruben De Jesus Fernandez Aguilera, Ionel Hernández Forte, María Caridad Nápoles Garcias, Eliseo Pumacallahui Salcedo, Richar Marlon Mollinedo Chura, Roxana Madueño Portilla, Ruth Nancy Tairo Huamán, Rafael Felippe Ratke, Alfredo Modesto Marcavillaca Luna, Luis Morales-Aranibar. (2023). Rhizobium Grants the Reduction of Phosphate Fertilization during the Production of Coffee Seedlings. Sustainability, 15(8), p.6559. https://doi.org/10.3390/su15086559.
2. Tahir Naqqash, Kauser Abdullah Malik, Asma Imran, Sohail Hameed, Muhammad Shahid, Muhammad Kashif Hanif, Afshan Majeed, Muhammad Arshad, Jan Dirk van Elsas. (2024). Isolation and characterization of Rhizobium from non-leguminous potato plants: New frontiers in Rhizobium research. Biology and Fertility of Soils, 60(3), p.307. https://doi.org/10.1007/s00374-024-01800-5.
3. Małgorzata Hawrot-Paw, Małgorzata Mikiciuk, Adam Koniuszy, Edward Meller. (2022). Influence of Organomineral Fertiliser from Sewage Sludge on Soil Microbiome and Physiological Parameters of Maize (Zea mays L.). Agronomy, 12(5), p.1114. https://doi.org/10.3390/agronomy12051114.
4. Ravikumar R. Patel, Disha D. Patel, Jaimika Bhatt, Parth Thakor, Lindsay R. Triplett, Vasudev R. Thakkar. (2021). Induction of pre‐chorismate, jasmonate and salicylate pathways byBurkholderiasp. RR18 in peanut seedlings. Journal of Applied Microbiology, 131(3), p.1417. https://doi.org/10.1111/jam.15019.
Dimensions
PlumX
- Citations
- CrossRef - Citation Indexes: 4
- Scopus - Citation Indexes: 6
- Usage
- SciELO - Full Text Views: 380
- SciELO - Abstract Views: 43
- Captures
- Mendeley - Readers: 14
Article abstract page views
Downloads
License
Copyright (c) 2019 Agronomía Colombiana
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
© Centro Editorial de la Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia
Reproduction and quotation of material appearing in the journal is authorized provided the following are explicitly indicated: journal name, author(s) name, year, volume, issue and pages of the source. The ideas and observations recorded by the authors are their own and do not necessarily represent the views and policies of the Universidad Nacional de Colombia. Mention of products or commercial firms in the journal does not constitute a recommendation or endorsement on the part of the Universidad Nacional de Colombia; furthermore, the use of such products should comply with the product label recommendations.
The Creative Commons license used by Agronomia Colombiana journal is: Attribution - NonCommercial - ShareAlike (by-nc-sa)
Agronomia Colombiana by Centro Editorial of Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Colombia is licensed under a Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional License.
Creado a partir de la obra en http://revistas.unal.edu.co/index.php/agrocol/.
