The sweet clover-Sinorhizobium meliloti system as a useful interaction for nitrogen fixation and as a soil improver. Review
DOI:
https://doi.org/10.22319/rmcp.v15i1.6523Keywords:
Melilotus, Sinorhizobium, Symbiont, Nitrogen, SoilAbstract
Faced with the challenges posed by the need for fertilizers to maintain agricultural production, a biological process of atmospheric nitrogen fixation occurs naturally, which is carried out by a group of symbiotic bacteria that form a very close association with plants of the legume group, among which is the sweet clover (Melilotus spp.). From an ecological point of view, this plant has an essential function due to its good ability to associate with native nitrogen-fixing bacteria of the genus Sinorhizobium. A fundamental aspect is that this plant species can grow normally in alkaline soils, which doubles its importance since, on the one hand, it fixes nitrogen, and on the other hand, it can be incorporated as green manure. With this, the physicochemical properties of the soil are improved, and the levels of organic matter, which is in extremely poor condition in arid zone areas, are increased. Additionally, this species can withstand low temperatures and grow satisfactorily in winter. This paper presents a synthesis of the genus Melilotus and its symbiont Sinorhizobium meliloti and its importance as a potential natural soil improver.
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References
Zamora NJF, Zapata HI, Villalvazo HA. Fijación biológica del nitrógeno en tres especies silvestres del género Lupinus (Leguminosae, Papilionoideae) en México. Act Bot Mex 2019;(126):e1543. https://doi.org/10.21829/abm126.2019.1543.
Córdova-Sánchez S, Castelán-Estrada M, Salgado-García S, Palma-López JD, Vera-Núñez JA, Peña-Cabriales JJ, et al. Biological nitrogen fixation by three fabaceas (Leguminosae) in acid soil of Tabasco, México. Avances en Investigación Agropecuaria 2011;15(1):31-50.
Castro-Rincon E, Mojica-Rodríguez JE, Carulla-Fornaguera JE, Lascano-Aguilar CE. Abonos verdes de leguminosas: integración en sistemas agrícolas y ganaderas del trópico. Agron Mesoam 2018;29(3):711-729.
Salas ME. La simbiosis fijadora de nitrógeno Sinorhizobium meliloti-alfalfa: aproximaciones ómicas aplicadas a la identificación y caracterización de determinantes genéticos del rizobio asociados a la colonización temprana de la raíz de alfalfa (Medicago sativa) [tesis posgrado]. Argentina: Instituto de Biotecnología y Biología Molecular; 2015. https://doi.org/10.35537/10915/46558.
Mondragón PJ, Vibrans H. Manual de malezas de México. CONABIO; 2009. http://www.conabio.gob.mx/malezasdemexico/fabaceae/melilotus-indica/fichas/ficha.htm.
Al Sherif EA. Melilotus indicus (L.) All., a salt-tolerant wild leguminous herb with high potential for use as a forage crop in salt-affected soils. Flora: Morphol Distrib Funct Ecol Plants 2009;204(10):737-746.
Toll VJR. Los tréboles de olor como recurso forrajero. 1ª ed. Argentina: Universidad Nacional de Tucumán; 2018. ISBN 978-987-754-136-6.
Trópicos. Tropicos.org. Missouri Botanical Garden. Consultado 28 Jun, 2023. https://tropicos.org/name/13035799. 2022.
López C, Odorizzi A, Basigalup DH, Arolfo V, Martínez MJ. El trébol de olor blanco y su uso en la provincia de Córdoba. 1ª ed. Buenos Aires, Argentina: Ediciones INTA: 2016. ISBN 978-987-521-716-4.
Aboel-Atta AMI. Isozymes, RAPD and ISSR variation in Melilotus indica (L.) All. and M. siculus (Turra) BG Jacks. (Leguminosae). Acad J Plant Sci 2009;2(2):113-118.
Villaseñor JL, Espinosa GFJ. Catálogo de malezas de México. Universidad Nacional Autónoma de México. Consejo Nacional Consultivo Fitosanitario. México, D.F. Fondo de Cultura Económica; 1998.
Mesa D. Obtención de plantas resistentes a la salinidad para los suelos salinos cubanos. Rev Cubana Cienc Agr 2003;(37):217-226.
Floraiberica. Melilotus. LXXXVIII. LEGUMINOSAE – TRIFOLIEAE. 2020. http://www.floraiberica.es/floraiberica/texto/pdfs/07_39%20Melilotus.pdf. Consultada 28 Jun, 2023.
Wu F, Zhang D, Ma J, Luo K, Di H, Liu Z, Zhang J, Yanrong Wang Y. Analysis of genetic diversity and population structure in accessions of the genus Melilotus. Ind Crop Prod 2016;(85):84-92. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2016.02.055.
Zabala JM, Marinoni L, Ribero G, Sánchez R, Del Valle E. Rev Fave Secc Cienc Agrar 2016;15(1):14.
Martínez PJL. Melilotus indicus (L.). Herbario nacional de México (MEXU) Plantas vasculares, UNAM; 2012. https://datosabiertos.unam.mx/IBUNAM:MEXU:656408.
Nair R, Whittall A, Hughes S, Craig A, Revell D, Miller S, et al. Variation in coumarin content of Melilotus species grown in South Australia. NZ J Agric Res 2010;53(3):201-213. https://doi.org/10.1080/00288233.2010.495743.
Flórez DDF. La alfalfa (Medicago sativa): origen, manejo y producción. Conexión Agropecuaria JDC 2015;5(1):27-43. https://revista.jdc.edu.co/index.php/conexagro/article/view/520.
Nichols PGH, Loi A, Nutt B, Evans PM, Craig AD, Pengelly BC et al. New annual and short-lived perennial pasture legumes for Australian agriculture 15 years of revolution. Field Crop Res 2007;104(1-3):10-23. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2007.03.016.
Dear BS, Ewing MA. The search for new pasture plants to achieve more sustainable production systems in southern Australia. Aust J Exp Agric 2008;48(4):387-396. https://doi.org/10.1071/EA07105.
Evans PM, Kearney GA. Melilotus albus (Medik.) is productive and regenerates well on saline soils of neutral to alkaline reaction in the high rainfall zone of south-western Victoria. Aust J Exp Agric 2003;43(4):349–355. https://doi.org/10.1071/EA02079.
Nichols PGH, Craig AD, Rogers ME, Albertsen TO, Miller SM, McClements DR, et al. Production and persistence of annual pasture legumes at five saline sites in southern Australia. Aust J Exp Agric 2008;48(4):518-535. https://doi.org/10.1071/EA07167.
Rogers MJ, Colmer TD, Frost K, Henry D, Cornwall D, Hulm E, et al. Diversity in the genus Melilotus for tolerance to salinity and waterlogging. Plant Soil 2008;(304):89-101. https://doi.org/10.1007/s11104-007-9523-y.
Yañez AA. Recuperación de rhizobacterias del cultivo de frijol (Phaseolus vulgaris) de San Andrés Tlalamac, Estado de México [tesis Licenciatura]. México: Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro; 2017.
Young JPW, Haukka KE. Diversity and phylogeny of Rhizobia. New Phytol 1996;(136):87-94.
Aizawa S-I. 2014. Sinorhizobium meliloti — Nitrogen–fixer in the grassland. The Flagellar World 2014;(1):82-83. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-417234-0.00026-8.
Lagares A. La simbiosis fijadora de nitrógeno Sinorhizobium meliloti - alfalfa (Medicago sativa) caracterización del rol biológico del ARN pequeño sm8 en la vida libre y simbiótica de los rizobios [tesis doctorado]. Argentina: Universidad Nacional de La Plata; 2015. http://sedici.unlp.edu.ar/handle/10915/66185.
Cerdeño GGA. Tolerancia a estrés hídrico y promoción del crecimiento en alfalfa (Medicago sativa) inoculada con bacterias de la rizósfera [tesis doctorado]. Chile: Universidad de Concepción; 2018. http://repositorio.udec.cl/jspui/handle/11594/3363.
Ormeño OE, Vinuesa P, Zúñiga-Dávila D, Martínez-Romero E. Molecular diversity of native bradyrhizobia isolated from lima bean (Phaseolus lunatus L.) in Peru. Sys Appl Microbiol 2006;29(3):253–262. https://doi.org/10.1016/j.syapm.2005.09.002.
De Lajudie P, Willems A, Pot B, Dewettinck D, Maestrojuan G, Neyra M, et al. Polyphasic Taxonomy of Rhizobia: Emendation of the Genus Sinorhizobium and description of Sinorhizobium meliloti comb, nov., Sinorhizobium saheli sp. nov., and Sinorhizobium teranga sp. nov. Int J Syst Evol Microbiol 1994;44(4):715-733. https://doi.org/10.1099/00207713-44-4-715.
Soto-Urzua L, Baca BE. Mecanismos de protección de la nitrogenasa a la inactivación por oxígeno. Rev Latinoam Microbiol 2001;(43):37-49.
Spaink HP. Root nodulation and infection factors produced by rhizobial bacteria. Annu Rev Microbiol 2000;(54):257-288. http://arquivo.ufv.br/dbv/pgfvg/BVE684/htms/pdfs_revisao/estresse/infectionfactors.pdf.
Lerouge P, Roche P, Faucher C, Maillet,F, Truchet G, Prome JC. et al. Symbiotic host specificity of Rhizobium meliloti is determinated by a sulphated and acylated glucosamine oligosaccharide signal. Nature 1990;(344):781-784. https://doi.org/10.1038/344781a0.
Geurts R, Fedorova E, Bisseling T. Nod factor signaling genes and their fungtion in the early stages of Rhizobium infection. Curr Opin Plant Biol 2005;8(4):346-352. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2005.05.013.
Fernández-Luqueño F, Espinosa-Victoria D. Bioquímica, fisiología y morfología de la senescencia nodular: una revisión crítica. Terra Latinoam 2008;26(2):133-144.
Franche C, Lindstrom K, Elmerich C. Nitrogen-fixing bacteria associated with leguminous and non-leguminous plants. Plants Soil 2009;(321):35-59. https://doi.org/10.1007/s11104-008-9833-8.
Guzmán DD, Montero TJ. Interacción de bacterias y plantas en la fijación del nitrógeno. RIIARn 2021;8(2):87-101. https://doi.org/10.53287/uyxf4027gf99eAguilar 2004.
Lodwig E, Poole P. Metabolism of Rhizobium Bacteroids. Crit Rev Plant Sci 2003;(22):37-78. https://doi.org/10.1080/713610850.
Amarelle LV. Elucidación de los sistemas de implicados en la captación y utilización de hemina como fuente de hierro nutricional en Sinorhizobium meliloti 1021. [tesis doctorado]. Uruguay: Universidad de la República; 2016. https://www.colibri.udelar.edu.uy/jspui/bitstream/20.500.12008/8853/1/uy2418174.
Graham PH, Draeger KJ, Ferrey ML, Conroy MJ, Hammer BE, Martínez E, et al. Acid pH tolerance in strains of Rhizobium and Bradyrhizobium, and initial studies on the basis for acid tolerance of Rhizobium tropici UMR1899. Can J Microbiol 1994;(40):198-207. https://doi.org/10.1139/m94-03.
Batanony NHE, Castellano-Hinojosa A, Mamdouh A, Ashraf N, Bedmar EJ. Agronomical parameters of host and non-host legumes inoculated with Melilotus indicus-isolated rhizobial strains in desert unreclaimed soil. Arch Microbiol 2020;202(7):1929-1938. doi.10.1007/s00203-020-01907-x.
Kuykendall D, Young J, Martínez E, Kerr A, Sawada H. Rhizobium (Frank 1889), 338. In: Bergey`s Manual of Systematic Bacteriology. Editorial Springer US; 2005.
Delgado MJ, Casella S, Bedmar EJ. Denitrification in Rhizobia-legume symbiosis. Biology of the nitrogen cycle 2007;(1)83-91. https://doi.org/10.1016/B978-044452857-5.50007-2.
Moreno RA, García MV, Reyes CJL, Vásquez AJ, Cano RP. Plant growth promoting rhizobacterias: a biofetilization alternative for sustainable agriculture. Rev Colombi Biotecnol 2016;20(1):68-83.
Velasco-Jiménez A, Castellanos-Hernández O, Acevedo-Hernández G, Aarland RC, Rodríguez-Sahagún A. Bacterias rizosféricas con beneficios potenciales en la agricultura. Terra Latinoam 2020;38(2):333-45. https://doi.org/10.28940/terra.v38i2.470.
Antonio Del AM. Aislamiento e identificación Sinorhizobium meliloti de nódulos de plantas de alfalfilla [tesis licenciatura]. México: Universidad Autónoma Agraria Antonio Narro; 2021. http://repositorio.uaaan.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/123456789/48036/K%2067227%20Antonio%20del%20%c3%81ngel%2c%20Maricela.pdf?sequence=6&isAllowed=y.
Bolger TP, Pate JS, Unkovich MJ, Turner NC. Estimates of seasonal nitrogen fixation of annual subterranean clover-based pastures using the 15N natural abundance technique. Plant Soil 1995;175:57-66. https://doi.org/10.1007/BF02413010.
Delgadillo MJ, Ferrera-Cerrato R, Galvis-Spínola A, Hernández-Garay A, Cobos-Peralta MA. Fijación biológica de nitrógeno en una pradera de trébol hubba/ballico de corte o de pastoreo. Terra Latinoamericana 2005;23(1):73-79.
Fontana LMC. Efectos de la alfalfa y del melilotus usados como forraje y abono verde, sobre la producción de pasturas y cultivos [tesis licenciatura]. Argentina: Universidad Nacional de Córdoba; 2014.
Fontana LMC, Juan NA, Ruiz MA, Babinec FJ. Utilización de trébol de olor blanco (Melilotus albus Medik.) como abono verde, efecto sobre las condiciones del suelo y la productividad del cultivo subsiguiente. Semiárida 2018;28(2)25-33. http://dx.doi.org/10.19137/semiarida.2018(02).25-33.
Mayz-Figueroa, J. Fijación biológica de nitrógeno. Rev Científ UDO Agríc 2004;4:1-20. https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=2221548.
Bush M, Dixon R. The role of bacterial enhancer binding proteins as specialized activators of σ54-dependent transcription. Microbiol Mol Biol Rev 2012;76(3):497-529. doi: 10.1128/MMBR.00006-12.
Romero JL. Importancia del segundo mensajero c-di-GMP en la simbiosis rizobio-leguminosa [tesis doctorado]. España: Universidad de Granada; 2016.
Aguirre-Mendoza Z, Jaramillo-Diaz N, Quizhpe-Coronel W. Arvenses asociadas a cultivos y pastizales del Ecuador. Universidad Nacional de Loja. Ecuador. 2019. https://unl.edu.ec/sites/default/files/archivo/2019-12/ARVENSES%20ASOCIADOS%20A%20CULTIVOS%20Y%20PASTIZALES%20DEL%20ECUADOR_compressed.pdf.
Castañeda SR, Albán CJ, Gutiérrez PH, Cochachin GE, La Torre AMI. Plantas silvestres empleadas como alimento para animales en Pisha, Ancash. Ecología Aplicada 2014;13(2):153-168.
Sowa-Borowiec P, Jarecki W, Dzugan M. The effect of sowing density and different harvesting stage on yield and some forage quality characters of the white sweet clover (Melilotus albus). Agriculture 2022;12(5):575. https://doi.org/10.3390/agriculture12050575.
Quero CAR, Enríquez QJF, Miranda JL. Evaluación de especies forrajeras en América Tropical, avances o status quo. Interciencia 2007;32(8):566-571.
Mosca J. Evaluación agronómica en caracteres reproductivos de una colección de Melilotus albus Medik en Pergamino, Buenos Aires [tesis licenciatura]. Argentina: Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires; 2019.
Waizel-Bucay J, Waizel-Haiat S, Revilla-Peñaloza F. Los productos herbolarios, la coagulación sanguínea y la cirugía otorrinolaringológica. Otorrinolaringología 2017;62(2):115-142.
Chorepsima S, Tentolouris K, Dimitroulis D, Tentolouris N. Melilotus: Contribution to wound healing in the diabetic foot. J Herbal Med 2013;3(3):81-86. https://doi.org/10.1016/j.hermed.2013.04.005.
Asres K, Eder U, Bucar F. Studies on the antiinflammatory activity of extracts and compounds from the leaves of Melilotus elegans. Ethiopian Pharmaceutical J 2000;18:15-24.
Pleşca-Manea L, Pârvu AE, Pârvu M, Taămaş M, Buia R, Puia M. Effects of Melilotus officinalis on acute inflammation. Phytother Res 2002;16(4):316-9. doi: 10.1002/ptr.875. PMID: 12112285.
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