Evaluation of genotypic correlations of nitrogen-fixing bacteria in common beans (Phaseolus vulgaris L.).

Abstract

The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is a pulse and legume of significant agronomic importance because of its high nutritive values and ability to fix atmospheric nitrogen. It is grown across the world in America, Australia, Europe, the Middle East, Asia and Africa. In this research, a greenhouse experiment was conducted to evaluate the genotypic correlations of nitrogen-fixing bacteria (Rhizobium) in common beans. The red common bean Chirripo variety was used with seven treatments with five replicates of each: two with Bradyrhizobium japonicum, two with Rhizobium sp., one soil treatment, one substrate treatment receiving nitrogen and the control, which was only substrate. Six bacteria isolates were made and amplified by polymerase chain reaction (PCR). The 16S rRNA sequence were used to identify the isolated Rhizobia and assess their evolutionary relationship. The results obtained showed that the inoculum we had as Bradyrhizobium japonicum was actually Bradyrhizobium sp. It had excellent results, producing big and red nodules. Rhizobium sp. produced small nodules but effectively fixed nitrogen. In addition, the soils from the EARTH University Organic Farm produced nodules, though in smaller quantities. Thus, Bradyrhizobium sp. can be a successful alternative strain for common bean inoculation. The obtained phylogenetic results of the 16S rRNA show that the isolated Rhizobia were closely related to the genus Rhizobium, which is known for forming the symbiotic relationship with common beans: Rhizobium sp., Rhizobium tropici, and Bradyrhizobium sp. Common beans proved to be promiscuous (multi-host plant).El frijol común (Phaseolus vulgaris L.) es una leguminosa de gran importancia agronómica debido a sus altos valores nutritivos y su capacidad para fijar el Nitrógeno atmosférico. Se cultiva en todo el mundo en América, Australia, Europa, Medio Oriente, Asia y África. En esta investigación, se realizó un experimento en invernadero para evaluar las correlaciones genotípicas de las bacterias fijadoras de nitrógeno (Rhizobium) en frijoles comunes. Se usó la variedad Chirripó de frijol rojo común, con siete tratamientos y con cinco repeticiones cada uno; dos de Bradyrhizobium japonicum, dos Rhizobium sp., un tratamiento de suelo, un tratamiento de sustrato que recibió Nitrógeno y el control que fue solo sustrato. Se hicieron seis aislamientos de bacterias, amplificados por reacción en cadena de la polimerasa (PCR). La secuencia de 16S rRNA se utilizó para identificar el Rhizobia aislado y evaluar su relación evolutiva. Los resultados obtenidos muestran que el inóculo que teníamos como Bradyrhizobium japonicum era en realidad Bradyrhizobium sp., el cual tuvo excelentes resultados; presentando nódulos grandes y rojos. Rhizobium sp. produjo pequeños nódulos pero fijó efectivamente el Nitrógeno. Además, los suelos de la Finca Orgánica de la Universidad EARTH produjeron nódulos, aunque en cantidades más pequeñas. Por lo tanto, Bradyrhizobium sp. puede ser una cepa alternativa exitosa para la inoculación de frijoles comunes. Los resultados filogenéticos del 16S rRNA obtenido muestran que los Rhizobia aislados estaban estrechamente relacionados con el género Rhizobium, conocido por formar la relación simbiótica con los frijoles comunes: Rhizobium sp., Rhizobium tropici. El frijol común resultó multi hospedante de las bacterias fijadoras de Nitrógeno.