Symbiotic activity of the alfalfa rhizobia (Sinorhizobium meliloti) strains with the genetically modified transport of dicarboxylic acids


Cite item

Full Text

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

Abstract

Inactivation of genes involved in the dicarbyxylic acid transport in alfalfa rhizobia, Sinorhizobium meliloti (structural gene of succinate permease dctA and its transcriptional regulators dctBD, nifA, ntrA) resulted in the full or partial loss of N2-fixing activity while amplifications of these genes - in its improvement. It lead to the marked increases of N and C accumulation in alfalfa while its shoot mass was increased by a much lesser degree due to the incomplete N translocation from the roots. Factorial analysis suggested that dctABD amplification was important for improving the symbiotic efficiency in all trials while the effects of dctA, nifA and ntrA amplifications depend on the plant genotypes and growth conditions.

About the authors

Olga P Onishchuk

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: olony@yandex.ru

Nikolay I Vorobyov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: nik4@newmail.ru

Nikolay A Provorov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: provorov@newmail.ru

Boris V Simarov

All-Russia Research Institute for Agricultural Microbiology, Saint-Petersburg, RF

Email: genet@yandex.ru

References

  1. Дубров А. М., Мхитарян В. С., трошин Л. И., 1998. Многомерные статистические методы. Финансы и статистика. Москва. 352 с.
  2. Лакин Г. Ф., 1980. Биометрия. Высшая школа. Москва. 293 с.
  3. Проворов Н. А., Долгих Е. А., 2006. Метаболическая интеграция организмов в системах симбиоза//Журн. общ. биологии. Т. 67. № 6. C. 403-422.
  4. Проворов Н. А., Симаров Б. В., 1992. Генетический полиморфизм бобовых культур по способности к симбиозу с клубеньковыми бактериями//Генетика. Т. 28. № 6. C. 5-14.
  5. Симаров Б. В., Аронштам А. А., Новикова Н. И., Проворов Н. А., Баженова О. В., Шарыпова Л. А., 1990. Генетические основы селекции клубеньковых бактерий. Л.: Агропромиздат. 192 с.
  6. Тихонович И. А., Проворов Н. А., 2007. Кооперация растений и микроорганизмов: новые подходы к конструированию экологически устойчивых агросистем//Успехи соврем. биол. Т. 127. № 4. С. 339-357.
  7. Федоров С. Н., Симаров Б. В., 1987. Получение мутантов с измененными симбиотическими свойствами у Rhizobium meliloti под действием УФ-лучей//С.-х. биология. № 9. С. 44-49.
  8. Федоров С. Н., Фокина И. Г., Симаров Б. В., 1986. Оценка симбиотических свойств клубеньковых бактерий люцерны (Rhizobium meliloti) в лабораторных условиях//С.-х. биология. № 1. С. 112-118.
  9. Bethlenfalvay G. I., Abu-Shakra S. S., Phillips D. A., 1978. Interdependence of nitrogen nutrition and photosynthesis in Pisum sativum L. II. Host plant response to nitrogen fixation by Rhizobium strains//Plant Physiol. Vol. 62. P. 131-133.
  10. Bosworth A. H., Williams M. K., Albrecht K. A. et al., 1994. Alfalfa yield response to inoculation with the recombinant strains of Rhizobium meliloti with an extra copy of dctABD and/or modified nifA expression//Appl. Environ. Microbiol. Vol. 60. N 10. P. 3815-3832.
  11. Engelke T., Jording D., Kapp D., Pьhler A., 1989. Identification and sequence analysis of the Rhizobium meliloti dctA gene encoding the C4-dicarboxylate carrier//J. Bacteriol. Vol. 171. P. 5551-5560.
  12. Fisher H. M., 1994. Genetic regulation of nitrogen fixation in rhizobia//Microbiol. Rev. Vol. 58. P. 352-386. 1. 1. ТОМ VII № 2 2009 ISSN 1811-0932 10 СИМБИОГеНетИКА
  13. Hardy R. W. F., Holsten R. D., Jackson E., Burns R. S., 1968. C2H2-C2H4 assay for N2-fixation: laboratory and field evaluation//Plant Physiol. Vol. 43 (Suppl.). P. 9-13.
  14. Jording D., Sharma P. K., Schmidt R., Engelke T., Uhde C., Pьhler A., 1992. Regulatory aspects of the C4-dicarboxylate transport in Rhizobium meliloti: transcriptional activation and dependence on effective symbiosis//J. Plant Physiol. Vol. 141. P. 18-27.
  15. Jording D., Uhde C., Schmidt R., Pьhler A., 1994. The C4-dicarboxylate transport system of Rhizobium m-liloti and its role in nitrogen fixation during symbiosis with alfalfa (Medicago sativa)//Experientia. Vol. 5. N 10. P. 874-883.
  16. Klipp W., Masepohl B., Pьhler A., 1986. Identification and mapping of nitrogen fixation genes of Rhodobacter capsulatus: duplication of nifA-nifB region//J. Bacteriol. Vol. 170. P. 693-699.
  17. Labes M., Pьhler A., Simon R., 1990. A new family of RSF1010-derived expression of lac-fusion broad-hostrange vectors for gram-negative bacteria//Gene. Vol. 89. P. 37-46.
  18. McClung G., 2000. Commercialization of a genetically modified symbiotic nitrogen fixer, Sinorhizobium meliloti//Mitt. Biol. Bundesanst. Land Forstwirtsch. Vol. 380. P. 100-106.
  19. Rastogi V., Labes M., Finan T., Watson R., 1992. Over-expression of the dctA gene in Rhizobium meliloti: effect on transport of C4 dicarboxylates and symbiotic nitrogen fixation//Canad. J. Microbiol. Vol. 38. P. 555-562.
  20. Rengel Z., 2002. Breeding for better symbiosis//Plant and Soil. Vol. 245. P. 147-162.
  21. Sessitsch A., Howieson J. G., Perret X., Antoun H., Martinez-Romero E., 2002. Advances in Rhizobium research//Crit. Rev. Plant Sci. Vol. 21. P. 323-378.
  22. Sharypova L. A., Pretorius-Gьth I.-M., Simarov B. V., Pьhler A., 1992. Genetic improvement of Rhizobium strains//The Nitrogen Fixation and its Research in China/Ed. Hong G. F. Springer-Verlag. Berlin. P. 266-285.
  23. Simon R., Priefer U., Pьhler A., 1983. A broad host range mobilization system for in vivo genetic engineering: transposon mutagenesis in gram-negative bacteria//Biotechnol. Vol. 1. P. 784-791.
  24. Streeter J. G., 1995. Integration of plant and microbial metabolism in nitrogen fixing systems//Nitrogen Fixation: Fundamentals and Applications/Eds. Tikhonovich I. A., Provorov N. A., Romanov V. I., Newton W. E. Kluwer Acad. Publ. Dordrecht, Boston, London. P. 67-76.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2009 Onishchuk O.P., Vorobyov N.I., Provorov N.A., Simarov B.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
 


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».