An Insight into the Legume–Rhizobium Interaction

Abstract

Active forms of nitrogen are limiting in soil, but the legume-Rhizobium interaction overcomes this barrier by biological nitrogen fi xation and lessens the usage of fertilizers. An understanding exists between the two partners for symbiotic association to share their resources without either one becoming dominant. Certain compounds released by the host legume plants into the rhizosphere attract the rhizobia and activate the expression of rhizobial nod genes that in turn leads to the production and secretion of strain-specifi c NFs. NF signalling cascade and events of cell divisions in cortex and pericycle and bacterial infection occur in an orchestrated manner and give rise to a nodule. The nodule organogenesis can be studied under nodule formation and bacterial invasion. Depending on the persistence of meristem, nodules formed can be determinate or indeterminate, but ultimately it is the host plant species that determine the type of nodule formed. More than 90 % of arable land experience one or other kind of stress. Stress conditions affect the host plant, rhizobium and also the interaction between the two.

Genetic and phenotypic diversity of Rhizobium isolates from Southern Ecuador

“…At 40 °C, eight isolates (40%) exhibited slight growth. More than 90% of arable land has some type of stress, which causes more than 50% of crop losses worldwide (Yamal et al, 2016). For example, fluctuations in pH, nutrient availability, temperature, and salinity, among other environmental stress factors, greatly influences the growth, survival, and metabolic activity of soil microorganisms and plants and their ability to enter into symbiotic interactions.…”

Gumiņbaktēriju daudzveidība Latvijas augsnēs = Diversity of rhizobia in Latvian soils

“…Novērots, ka augsnes skābums var samazināt fosfora, kalcija un molibdēna pieejamību, kas savukārt negatīvi ietekmē gan gumiņbaktēriju, gan saimniekauga augšanu. Augsnē ar pH zem 5.5 novērota traucēta gumiņbaktēriju piesaistīšanās pie tauriņziežu spurgaliņām (Ibrahim et al, 2022;Zahran, 1999), kā arī novērota gumiņbaktēriju populāciju samazināšanās (Slattery, Pearce, Slattery, 2004;Yamal et al, 2016). Tomēr ir gumiņbaktēriju celmi, kuri spēj pielāgoties augšanai augsnē ar zemu pH un veidot efektīvu simbiozi ar priekšnosacījumu, ka arī saimniekaugs ir izturīgs pret šādu augsnes pH (Zahran, 1999).…”

“…Apkārtējās vides stress veicina reaktīvo skābekļa formu (ROS) veidošanos. ROS, reaģējot ar olbaltumvielām un nukleīnskābēm, kavē šo molekulu normālu darbību (Yamal et al, 2016). Šie vides faktori var būtiski ietekmēt, piemēram, Nod faktoru signālmolekulu darbību, ietekmējot gumiņbaktēriju saimniekaugu diapazonu (Schultze et al, 1994).…”

“…Tomēr jāņem vērā, ka izturība pret karstumu atšķiras ne tikai starp gumiņbaktēriju sugām, bet arī starp vienas sugas celmiem (Laranjo, Oliveira, 2011). Ir novēroti gumiņbaktēriju celmi, kuri, ilgstoši pakļauti augstas temperatūras stresam, ir spējīgi pielāgoties šiem apstākļiem (Yamal et al, 2016). Gumiņbaktērijas uzsāk ražot karsuma šoka proteīnus, lai varētu pielāgoties augstas temperatūras stresam (Naveed et al, 2015;Vriezen, de Bruijn, Nüsslein, 2007).…”

“…Liela daļa baktēriju, kuras izdalīja no saimniekaugu saknēm no augsnēm ar zemu pH (pH <6), netika veiksmīgi kultivētas, norādot uz pH kā limitējošu faktoru optimālai gumiņbaktēriju augšanai. Arī literatūrā norādīts, ka zems augsnes pH (>5.5) negatīvi ietekmē augsnes gumiņbaktēriju populācijas, kā arī gumiņu veidošanos uz tauriņziežu saknēm, samazinot kalcija, fosfora, kā arī molibdēna pieejamību (Slattery, Pearce, Slattery, 2004;Yamal et al, 2016;Zahran, 1999). Tomēr eksistē baktēriju celmi, piemēram, Rhizobium un Bradyrhizobium spp., kas ir pielāgojušies un spēj veidot simbiotiskas attiecības ar tauriņziežiem arī zema pH vides apstākļos (Graham et al, 1994;Zahran, 1999).…”