Simbiozna učinkovitost prirodne populacije Bradyrhizobium japonicum izolirane iz nekih tala zapadne Slavonije : doktorska disertacija - Sikora, Sanja; Redžepović, Sulejman; Stilinović, Božidar; Manitašević, Jelena (Zagreb : S. Sikora, 1996)
Sažetak: Prisustvo adaptiranih i visoko kompetitivnih autohtonih sojeva Bradyrhizobium japonicum u tlu može ograničiti uspjeh predsjetvene bakterizacije sjemena soje čak i sa visoko učinkovitim komercijalnim sojevima. U cilju rješavanja tog problema bitno je karakterizirati autohtone kompetitore i dobiti uvid u stvarni sastav prirodne populacije B. japonicum. Glavni cilj ovih istraživanja je identifikacija i karakterizacija autohtonih sojeva B. japonicum izoliranih iz različitih tipova tala zapadne Slavonije. Ovim istraživanjima obuhvaćeno je 13 izolata B. japonicum i dva referentna soja iz komercijalnog inokuluma. Za identifikaciju izoliranih sojeva korišteno je više različitih metoda - određivanje biokemijskih svojstava, prirodne otpornosti na antibiotike, SDS-PAGE ukupnih staničnih proteina i RAPD analiza.
Rezultati svake navedene metode prevedeni su u dvodimenzionalnu binarnu matricu i nakon analize podataka primjenom biostatističkog NTSYS programa dobiven je dendrogram koji pokazuje relativnu sličnost istraživanih sojeva B. japonicum. Na osnovi rezultata svih primjenjenih metoda utvrđeno je da je RAPD analiza najosjetljivija i najpouzdanija za identifikaciju sojeva B. japonicum. Ukupna genomska DNA iz 13 izolata i dva referentna soja amplificirana je primjenom deset različitih dekamernih klica. Za sve analizirane sojeve dobiven je različit i karakterističan raspored vrpci na gelu što omogućuje diferencijaciju sojeva. Na osnovi RAPD profila utvrđeno je da se svi izolati bitno razlikuju od referentnih sojeva iz komercijalnog inokuluma te da se mogu smatrati autohtonim sojevima za to područje.
Unutar prirodne populacije B. japonicum utvrđeno je postojanje dvaju različitih grupa. Sojevi S4, S9 i S12 značajno se razlikuju od svih ostalih analiziranih sojeva i predstavljaju vrlo različitu i odvojenu grupu bradyrhizobia. U cilju procjene kompatibilnosti i simbiozne učinkovitosti postavljen je vegetacijski pokus u staklenku gdje je sjeme soje sorte Nada i Tisa bakterizirano sa svim istraživanim sojevima. Svi sojevi nodulirali su ispitivane sorte soje s time da je utvrđena veća infektivnost autohtonih sojeva u odnosu na referentne sojeve. Na osnovi rezultata određivanja sadržaja ukupnog dušika u nadzemnom dijelu biljke i u stabljici te sadržaja ureida u ksilemu utvrđeno je da se sa većom simbioznom učinkovitošću izdvaja referentni soj sa hidrogenazom S2 te autohtoni sojevi S9, S12 i S4.
Riječi natuknice: fiksacija dušika, Bradyrhizobium japonicum, autohtoni sojevi, identifikacija sojeva, RAPD analiza, simbiozna učinkovitost.
Summary: The presence of adapted and highly competitive indigenous Bradyrhizobium japonicum strains in soil can limit the inoculation response even with the highly efficient commercial strains. In approaching this problem, it is essential to characterize the indigenous competitors and to obtain information about actual composition of B. japonicum natural field population. The aim of this investigation was to identify and to characterize indigenous B. japonicum strains isolated from different soil types in western Slavonia. The 13 isolates of B. japonicum and two reference strains from commercial inoculant were analysed. Several methods for strain identification were used - biochemical tests, intrinsic antibiotic resistance, SDS-PAGE of total cell proteins and RAPD analysis.
The results of each method were converted to two-dimensional binary matrix and dendrograms, showing relative similarity among B. japonicum strains, were obtained using biostatistical NTSYS program. Based on the results of all applied methods, RAPD analysis was determined as the most sensitive and the most reliable for B. japonicum strain identification. Total genomic DNAs from 13 field isolates and two inoculant strains were amplified using ten different 10-mer primers. Informative and characteristic band patterns were obtained for all strains analyzed which enabled strain differentiation. RAPD profiles revealed that all field isolates essentially differed from inoculant strains and so can be regarded as indigenous strains for that area.
Among natural B. japonicum population two highly divergent groups were determined. Strains S4, S9 and S12 differed significantly from all other isolates and represent a very distinct and separate group of bradyrhizobia. A greenhouse pot experiment was designed to evaluate the compatibility and the symbiotic efficiency of B. japonicum strains on two soybean cultivars (Nada and Tisa). All strains nodulated both soybean cultivars. Indigenous strains showed higher infectiveness in respect to inoculant strains. Symbiotic efficiency was evaluated by measurement the total nitrogen content in soybean's aerial parts and stem as well as ureide content in xylem. The results indicate that the inoculant strain possessing hydrogenase (S2) and indigenous strains S9, S12 and S4 can be characterized as the most efficient of all strains tested.
Key words: nitrogen fixation, Bradyrhizobium japonicum, indigenous strains, strain identification, RAPD analysis, symbiotic efficiency.
Doktor biotehmičkih znanosti - agronomija
mentor: Sulejman Redžepović; Komisija za ocjenu: Božidar Stilinović, Sulejman Redžepović, Jelena Manitašević; Komisija za obranu: Božidar Stilinović, Sulejman Redžepović, Jelena Manitašević; datum obrane: 14.11.1996.
Sveučilište u Zagrebu, Agronomski fakultet, Zagreb, 1996
Bibliografija: str. 85-101
Summary
Keywords: Poljoprivredno tlo -- Fiksacija dušika