The effect of temperature on the size of bacteroids in nodules of Glycine max and Glycine soja plants inoculated with the Bradyrhizobium liaoningense strain RCAM 04656

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It is known that Glycine max and G. soja, entering into symbiotic relations with different rhizobia species, form nodules of determinate type. In such nodules, bacteroids are low differentiated and only slightly differ from free-living bacteria. Recently, it has been shown that in G. soja nodules when inoculated with Bradyrhizobium liaoningense strain RCAM04656, bacteroids were significantly larger than free-living bacteria. In this study, decreased temperature (21°C) was found to increase variation in the length of bacteroids in both G. max and G. soja nodules, with individual bacteroids increasing in size more than 15-fold over bacteria. At the optimal temperature (28°/24°C), the size of bacteroids varied to a lesser extent.

Full Text

Restricted Access

About the authors

V. S. Pertsev

St. Petersburg State University; All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: vetsyganov@arriam.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 199034; St. Petersburg, 196608

A. B. Kitaeva

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Email: vetsyganov@arriam.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 196608

V. E. Tsyganov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology

Author for correspondence.
Email: vetsyganov@arriam.ru
Russian Federation, St. Petersburg, 196608

References

  1. Alunni B., Gourion B. Terminal bacteroid differentiation in the legume–rhizobium symbiosis: nodule-specific cysteine-rich peptides and beyond // New Phytol. 2016. V. 211. P. 411–417.
  2. Aranjuelo I., Aldasoro J., Arrese-Igor C., Erice G., Sanz-Sáez Á. How does high temperature affect legume nodule symbiotic activity? // Legume nitrogen fixation in a changing environment: Achievements and challenges / Eds. Sulieman S., Tran L.-S.P. Cham: Springer International Publishing, 2015. P. 67–87.
  3. Aranjuelo I., Arrese-Igor C., Molero G. Nodule performance within a changing environmental context // J. Plant Physiol. 2014. V. 171. P. 1076–1090.
  4. Fåhraeus G. The infection of clover root hairs by nodule bacteria studied by a simple glass slide technique // J. Gen. Microbiol. 1957. V. 16. P. 374–381.
  5. Guinel F. C. Getting around the legume nodule. I. The structure of the peripheral zone in four nodule types // Botany. 2009. V. 87. P. 1117–1138.
  6. Kitaeva A. B., Gorshkov A. P., Kusakin P. G., Sadovskaya A. R., Tsyganova A. V., Tsyganov V. E. Tubulin cytoskeleton organization in cells of determinate nodules // Front. Plant Sci. 2022. V. 13. Art. 823183.
  7. Mergaert P. Differentiation of symbiotic nodule cells and their rhizobium endosymbionts // Adv. Bot. Res. 2020. V. 94. P. 149–180.
  8. Mergaert P., Uchiumi T., Alunni B., Evanno G., Cheron A., Catrice O., Mausset A.-E., Barloy-Hubler F., Galibert F., Kondorosi A., Kondorosi E. Eukaryotic control on bacterial cell cycle and differentiation in the Rhizobium–legume symbiosis // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. V. 103. P. 5230–5235.
  9. Serova T. A., Kusakin P. G., Kitaeva A. B., Seliverstova E. V., Gorshkov A. P., Romanyuk D. A., Zhukov V. A., Tsyganova A. V., Tsyganov V. E. Effects of elevated temperature on Pisum sativum nodule development: I – Detailed characteristic of unusual apical senescence // Int. J. Mol. Sci. 2023. V. 24. Art. 17144. https://doi.org/10.3390/ijms242417144
  10. Suganuma N., Nakamura Y., Yamamoto M., Ohta T., Koiwa H., Akao S., Kawaguchi M. The Lotus japonicus Sen1 gene controls rhizobial differentiation into nitrogen-fixing bacteroids in nodules // Mol. Genet. Genomics. 2003. V. 269. P. 312–320.
  11. Szczyglowski K., Shaw R. S., Wopereis J., Copeland S., Hamburger D., Kasiborski B., Dazzo F. B., de Bruijn F. J. Nodule organogenesis and symbiotic mutants of the model legume Lotus japonicus // Mol. Plant-Microbe Interact. 1998. V. 11. P. 684–697.
  12. Tsyganova A. V., Kitaeva A. B., Gorshkov A. P., Kusakin P. G., Sadovskaya A. R., Borisov Y. G., Tsyganov V. E. Glycyrrhiza uralensis nodules: histological and ultrastructural organization and tubulin cytoskeleton dynamics // Agronomy. 2021. V. 11. Art. 2508. https://doi.org/10.3390/agronomy11122508
  13. Tu T., Gao Z., Li L., Chen J., Ye K., Xu T., Mai S., Han Q., Chen C., Wu S., Dong Y., Chen J., Huang L., Guan Y., Xie F., Chen X. Soybean symbiotic-nodule zonation and cell differentiation are defined by NIN2 signaling and GH3-dependent auxin homeostasis // Dev. Cell. 2024. V. 59. P. 2254–2269.
  14. Van De Velde W., Zehirov G., Szatmari A., Debreczeny M., Ishihara H., Kevei Z., Farkas A., Mikulass K., Nagy A., Tiricz H., Satiat-Jeunemaître B., Alunni B., Bourge M., Kucho K., Abe M., Kereszt A., Maroti G., Uchiumi T., Kondorosi E., Mergaert P. Plant peptides govern terminal differentiation of bacteria in symbiosis // Science. 2010. V. 327. P. 1122–1126.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Additional materials
Download (86KB)
3. Figure. General view of nodules (a); histological structure of nodules (b); general view of bacteria Bradyrhizobium liaoningense RCAM04656 (c); general view of bacteroids (d). Scale bar – 1 mm (a); 500 µm (b); 1 µm (c); 5 µm (d).

Download (571KB)

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».