Issue
Agronomie
Volume 21, Number 6-7, September-November 2001
Symbiotic nitrogen fixation for Mediterranean areas
Page(s) 667 - 674
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2001159
DOI: 10.1051/agro:2001159

Agronomie 21 (2001) 667-674

Genotypic variation in nodule conductance to the oxygen diffusion in common bean (Phaseolus vulgaris)

Moez Jebaraa and Jean-Jacques Drevonb

a  Institut National de Recherche Scientifique et Technique, Laboratoire Adaptation et Amélioration des Plantes, BP 95, 2050 Hammam Lif, Tunisia
b  Institut National de la Recherche Agronomique, UMR 388, Sols Symbioses Environnement, 1 place Viala, 34060 Montpellier, France

(Received 16 November 2000; revised 3 June 2001; accepted 18 July 2001)

Abstract
Nodule conductance to O2 diffusion in Phaseolus vulgaris was calculated from the in situ measurement of the response of nodulated-root O2 uptake to variations of rhizospheric partial pressure of O2 at the flowering stage for nodulated-plants grown hydroaeroponically in a glasshouse. Comparing common bean lines BAT477, CocoT, DOR364, Flamingo and NAG310, the nodule O2 uptake at ambient pO2 was the highest (372 $\mu$mol O2 $\cdot$h-1 $\cdot$pl-1) for BAT477 in symbiosis with the reference strain Rhizobium tropici CIAT899. The maximal value (2800 $\mu$mol O2 $\cdot$h-1 $\cdot$pl-1) was observed at 50 kPa O2. This was associated with the lowest nodule conductance (4.5 $\mu$m$\cdot$s-1), though the latter was higher with the native strain Sinorhizobium fredii 1a6. The highest nodule conductance (7.5 $\mu$m$\cdot$s-1) was observed for the less efficient symbiosis CocoT-CIAT899. It is argued that nodule conductance is an adaptation mechanism to respond to plant N demand in compensation for low nodulation or the high respiratory cost for nitrogen fixation in some symbioses.

Résumé
Variabilité génotypique de la conductance nodulaire à la diffusion de l'oxygène chez le haricot (Phaseolus vulgaris). La conductance nodulaire à la diffusion d'oxygène chez Phaseolus vulgaris a été calculée par la mesure in situ à la floraison de la réponse de la consommation d'O2 à des variations de pO2 rhizosphérique sur des racines nodulées de plantes en culture hydroaéroponique sous serre vitrée. Comparant les lignées de haricot BAT477, CocoT, DOR364, Flamingo et NAG310, la consommation nodulaire d'O2 a été la plus élevée à la pO2 ambiante (372 $\mu$mol O2 $\cdot$h-1 $\cdot$pl-1) pour la symbiose de BAT477 avec la souche de référence Rhizobium tropici CIAT899. Elle a atteint la valeur maximale de 2800 $\mu$mol O2 $\cdot$h-1 $\cdot$pl-1 à 50 kPa O2. Elle est associée à la plus faible conductance nodulaire (4.5 $\mu$m O2 $\cdot$s-1) alors que cette dernière est plus élevée avec la souche native Sinorhizobium fredii 1a6. La conductance la plus élevée (7.5 $\mu$m O2 $\cdot$s-1) est observée chez la symbiose CocoT-CIAT899. Il est suggéré que l'augmentation de conductance nodulaire observée chez certaines symbioses est un mécanisme d'adaptation pour répondre à la demande en azote de la plante en compensation d'une faible masse nodulaire ou d'un fort coût respiratoire lié à l'activité nitrogénase.


Key words: nodule conductance / oxygen diffusion / Phaseolus vulgaris / Rhizobiaceae / symbiosis

Mots clés : conductance nodulaire / diffusion de l'oxygène / Phaseolus vulgaris / Rhizobiaceae / symbiose

Correspondence and reprints: Jean-Jacques Drevon
    e-mail: drevonjj@ensam.inra.fr

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)



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