Characterizing the beneficial ecological association of endophytic bacteria with lodgepole pine trees naturally-regenerating at unreclaimed gravel mining pits
Notice bibliographique
Résumé
Forest landscapes are commonly affected by human disturbances giving rise to degraded edaphic conditions such as poor soil structure, inadequate plant-nutrients, and in some cases like gravel mining, a complete loss of topsoil. Gravel mining has led to the prevalence of highly-disturbed sites in the central interior region of British Columbia, Canada that have very limited soil nitrogen-levels due to the presence of gravelly-substrates, lack of forest floor, and low atmospheric nitrogen-deposition. Despite such severe conditions, lodgepole pine trees are thriving at these unreclaimed gravel pits, with tissue nitrogen-contents and growth-rates seemingly unaffected by low soil nitrogen-levels, indicating that pine trees could be accessing an unknown nitrogen-source. One possibility could be biological nitrogen-fixation (BNF) by endophytic diazotrophs (nitrogen-fixing bacteria living asymptomatically within plants). Testing this possibility, 77 potential endophytic diazotrophs were isolated from internal tissues of pine trees growing at two gravel pits in this region. Of these, 32 strains showed positive nitrogenase activity in the acetylene reduction assay. Fourteen strains that consistently showed high nitrogenase activity were selected for a year-long greenhouse study to evaluate their ability to sustain pine growth under nitrogen-poor conditions. After one year, all strains colonized the internal tissues of pine and accumulated 23%-53% of the host’s foliar nitrogen via BNF as estimated through a 15N isotope-dilution assay. Furthermore, bacterial inoculation significantly enhanced pine seedling length (31%-64%) and biomass (100%-311%). The presence of the nifH gene was also confirmed in all 14 strains. In addition to BNF, most strains demonstrated considerable potential to promote plant growth via several other mechanisms including phosphate solubilization, siderophore production, ACC deaminase activity, IAA production and lytic enzyme activity. Notably, three Pseudomonas strains (AN1r, AR1r, SN1r) contributed >50% of the host’s foliar nitrogen, showed the highest activity in multiple growth-promoting assays and enhanced seedling biomass by 4-fold. These results suggest that lodgepole pine trees may be dependent on endophytic bacteria for their survival and growth, indicating a unique ecological association that may explain natural pine-regeneration on bare gravel. However, this beneficial association must be validated under field conditions to determine their future value in restoring ecosystem productivity at disturbed sites.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».