Issue
Agronomie
Volume 21, Number 6-7, September-November 2001
Symbiotic nitrogen fixation for Mediterranean areas
Page(s) 691 - 699
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2001162
DOI: 10.1051/agro:2001162

Agronomie 21 (2001) 691-699

Genotypic variability in phosphorus use efficiency for symbiotic N2 fixation in common bean (Phaseolus vulgaris)

Vincent Vadeza and Jean-Jacques Drevonb

a  CIAT, Centro Internacional de Agricultura Tropical, Apdo Aereo 6713, Programa de Nutricion Frijol, Cali, Colombia
b  Laboratoire de Recherche sur les Symbiotes des Racines, INRA (Institut National de la Recherche Agronomique), place Viala, 34060 Montpellier Cedex, France

(Received 27 January 2001; revised 3 June 2001; accepted 19 July 2001)

Abstract
Three bean (Phaseolus vulgaris L.) genotypes (APN18, BAT271, G12168) were inoculated with a mixture of 3 rhizobia (R. etli CIAT632 and CIAT7115 and R. tropici CIAT899) and grown either with 10 mmol NO3- $\cdot$week-1 (NO3-fed) or with N2 fixation (N2-dependent) in an aerated nutrient solution under various P supplies. Phosphorous supplies for maximum plant growth varied between genotypes, and were always lower with N2 than with NO3. By contrast with NO3-fed plants, N2-dependent plants accumulated highly contrasting amounts of N at low versus high P supplies (72 versus 360 $\mu$mol P$\cdot$plant-1 $\cdot$week-1). Under low P, N2-dependent APN18 and BAT271 fixed respectively 2 and 3 times more N2 than G12168, although nodule dry weight was similar in these genotypes. The ratio N accumulation:plant P concentration (PUEN) showed large genotypic contrast under low P supply. It is concluded that these genotypic differences depend on the efficiency in use of P for N2 fixation, which is linked to the partitioning of P in plants, and that PUEN may be used to screen for genotypic variation of N2-dependent growth of legumes under low P supply.

Résumé
Variabilité génotypique de l'efficacité d'utilisation du phosphore pour la fixation symbiotique d'azote chez le haricot (Phaseolus vulgaris). Trois génotypes de haricot (Phaseolus vulgaris L.) (APN18, BAT271, G12168) ont été inoculés avec un mélange de 3 rhizobia (R. etli CIAT632 and CIAT7115 and R. tropici CIAT899), et cultivés en hydroaéroponie soit avec 10 mmol NO3- $\cdot$semaine-1 ou avec la fixation de N2, sous divers apports hebdomadaires de P. La croissance était maximale pour des niveaux de P différents selon les génotypes, en étant toujours inférieure pour les plantes dépendant de la fixation de N2. Celles-ci, contrairement aux plantes dépendant de NO3, accumulaient des quantités différentes d'azote à faible ou fort P (72 versus 360 $\mu$mol P$\cdot$plante-1 $\cdot$semaine-1), ce qui indique une relation spécifique entre la fixation de N2 et la nutrition P. A faible P, APN18 et BAT471 fixaient 2 à 3 fois plus de N2 que G12168, avec des masses nodulaires similaires, mais un ratio N accumulation:P concentration (PUEN) variant significativement selon les génotypes. Il est conclu que ces différences génétiques pour la fixation N2 sous bas P dépendent de l'efficacité d'utilisation du P, qui est liée à la répartition du P entre les organes, et que le ratio PUEN peut être utilisé pour sélectionner des lignées plus tolérantes à la carence P.


Key words: N2 fixation / Phaseolus vulgaris / phosphorous / Rhizobiaceae / symbiosis

Mots clés : fixation d'azote / Phaseolus vulgaris / phosphore / Rhizobiaceae / symbiose

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

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)



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