Efficiency of Rhizobium japonicum Strains as Affecting Nitrate Reductase and Dehydrogenase Activities of the Soybean Nodules

Abstract

Seeds of the soybean variety Clark were planted in Nile silt soil and inoculated with different strains of R.japonicum.After 59 and 87 days of growth, plants were uprooted, analysed for dry weight, total nitrogen, fresh weight of nodules, nitrate reductase activity in the leaves, and nitrate reductase and dehydrogenase activities in the nodule homogenates in the presence or absence of succinate, citrate, ethyl alcohol, and total phenoles.The data were analysed to produce the correlation coefficients between total nitrogen and other characteristics. A significant positive correlation was evident between nitrogen fixation and weight of pods.The phenol content of the nodule homogenate and the nitrate reductase activity in the leaves were negatively correlated with the nitrogen fixation.The nitrate reductase activity in the leaves decreased with age of the plants. The dehydrogenase and the nitrate reductase activities in nodule homogenate gave no significant correlation with nitrogen fixation.However, the levels of their activities differed considerably with strains.An increase in the general activity of the dehydrogenase was accompanied by a decrease in the general nitrate reductase activities.The succinate dehydrogenase was the most active in the nodule homogenate, formed by strains 514, 138, and E45.The citrate dehydrogenase was more active with strains 513 and E41.Ethanol dehydrogenase or the endogenous dehydrogenases were the least in all nodules, caused by all strains. The nitrate reductase activity was not affected by different hydrogen donors.The highest nitrate reductase activity was observed in the nodule homogenate of strain 138.In general, no particular correlation between nitrogen fixation and dehydrogenase and nitrate reductase activities in nodule homogenate was found. Sojabohnen-Samen (Sorte Clark) wurden in einen Nil-Schluffboden gepflanzt und danach mit fünf verschiedenen Stämmen von R.japonicum beimpft.Nach 59 und 87 Tagen wurden die Pflanzen herausgenommen und folgenden Analysen unterworfen: Trockengewicht der Pflanzen, Trockengewicht der Schoten, Gesamt-N, Frischgewicht der Knöllchen, Nitratreduktase-Aktivität in den Blaättern, Nitratreduktase- und Dehydrogenase-Aktivität in den Knöllchen-Homogenaten bei An-und Abwesenheit von Wasserstoffdonatoren (Sukzinat, Zitrat und Äthanol) und der Gehalt an Gesamt-Phenol.Es wurden die Korrelationskoeffizienten zwischen Gesamt-N und anderen Analysenergebnissen bestimmt. Eine signifikante positive Korrelation zwischen Gesamt-N und Gewicht der Schoten war vorhanden.Dagegen zeigten die Phenolgehalte im Homogenat der Knöllchen und die NitratreduktaseAktivität in den Blättern eine negative Korrelation.Mit Alterung der Pflanzen nahm die NO3Reduktase-Aktivität in den Blättern ab.Im Knöllchen-Homogenat zeigten die Enzymaktivitäten keine signifikante Korrelation zu Gesamt-N. Allerdings zeigten die Rhizobium-Stämme unterschiedliche Aktivitäten.Die Zunahme der Dehydrogenase-Aktivität war im allgemeinen mit einer Abnahme der NO3-Reduktase-Aktivität verbunden.Während die Sukzinat-Dehydrogenase bei den Stämmen 514, 138 und E45 aktiver als die anderen Dehydrogenasen war, hat sich die Zitrat-Dehydrogenase bei den Stämmen 513 und E41 als aktiver gezeigt.Die endogene und die Äthanol-Dehydrogenase zeigten in jedem Falle die niedrigsten Aktivitäten. Die verschiedenen Wasserstoffdonatoren hatten auf die NO3-Reduktase keine Wirkung.Die hochste Aktivität wurde in den Knöllchen des Stammes 138 gemessen. Im allgemeinen war keine besondere Korrelation zwischen N-Fixierung and Dehydrogenasebzw.Nitratreduktase-Aktivität vorhanden, sowohl in den Knöllchen als auch in den Blättern.