Эрикоидная микориза - Википедия - Ericoid mycorrhiza

Epacris pulchella, эрикоидный микоризный эпакрид из восточной Австралии.
Западная Азалия, Рододендрон западный, западно-североамериканский вид эрикоидных микориз.

В эрикоидная микориза это мутуалистический отношения, сформированные между членами семейства растений Вересковые и несколько родословных микоризный грибы. Этот симбиоз представляет собой важную адаптацию к кислым и бедным питательными веществами почвам, на которых обычно обитают виды вересковых,[1] включая бореальные леса, болота, и пустоши. По оценкам молекулярных часов, симбиоз зародился примерно 140 миллионов лет назад.[2]

Структура и функции

Эрикоидная микориза характеризуется грибковыми клубками, которые образуются в клетках эпидермиса тонких корней волос вересковых.[3] Эрикоидные микоризные грибы образуют рыхлые сети гиф вокруг корней волос, из которых они проникают через стенки кортикальных клеток, образуя внутриклеточные спирали, которые могут плотно упаковывать отдельные растительные клетки.[3] Однако грибы не проникают через плазматические мембраны растительных клеток. Данные свидетельствуют о том, что спирали функционируют только в течение нескольких недель, прежде чем растительные клетки и гифы грибов начнут разрушаться.[3]

Змеевик - это место, где грибы обменивают питательные вещества, полученные из почвы, на углеводы, закрепленные через фотосинтез заводом. Было показано, что эрикоидные микоризные грибы обладают ферментативной способностью расщеплять сложные органические молекулы.[4][5] Это может позволить некоторым эрикоидным микоризным грибам действовать как сапротрофы. Однако основная функция этих ферментативных способностей, вероятно, заключается в доступе к органическим формам питательных веществ, таким как азот, минерализованные формы которого находятся в очень ограниченных количествах в местах обитания, обычно занятых вересковыми растениями.[5]

Грибные симбионты

Изолят эрикоидного микоризного гриба, Gamarada debralockiae, изолированные от Woollsia pungens[6]

Большинство исследований физиологии и функции эрикоидных микоризных грибов было сосредоточено на грибковых изолятах, морфологически идентифицируемых как Rhizoscyphus ericae, в Аскомикота порядок Helotiales,[3] теперь известен как Пезолома разновидность.[7]

В добавление к Rhizoscyphus ericae, в настоящее время признано, что культивируемые аскомикоты, такие как Meliniomyces (тесно связан с Rhizoscyphus ericae), Cairneyella variabilis, Gamarada debralockiae и Oidiodendron maius образуют эрикоидные микоризы.[3][8][9][10] Применение ДНК секвенирование грибковых изолятов и клонов из окружающей среды ПЦР обнаружил разнообразные грибковые сообщества в корнях эрикоидов, однако способность этих грибов образовывать типичные эрикоидные микоризные спирали не проверена, и некоторые из них могут быть немикоризными эндофитами, сапробами или паразитами.[11][12][13][14]

Помимо аскомицетов Себацина виды в типе Базидиомицеты также признаны частыми, но не поддающимися культивированию ассоциациями эрикоидных корней,[11][12] и может образовывать эрикоидную микоризу.[15] Аналогично базидиомицеты отряда Hymenochaetales также были вовлечены в образование эрикоидных микориз.[16]

География и размещение

Широко распространен эрикоидный микоризный симбиоз. Виды Ericaceae населяют по крайней мере некоторые местообитания на всех континентах, кроме Антарктиды.[17] Некоторые линии вересковых не образуют эрикоидных микориз, а вместо этого образуют другие типы микоризы, в том числе Manzanita (Арктостафилос), Мадрон (Земляничное дерево) и монотропоидии.[3] Географическое распространение многих грибов является неопределенным, прежде всего потому, что идентификация грибковых партнеров не всегда была легкой, особенно до применения методов идентификации на основе ДНК.[3] Грибы приписывают Rhizoscyphus ericae были идентифицированы из мест обитания в Северном и Южном полушарии, но, вероятно, это не одни и те же виды. Некоторые исследования также показали, что грибные сообщества, колонизирующие корни эрикоидов, могут не обладать специфичностью для различных видов растений эрикоидов, что позволяет предположить, что по крайней мере некоторые из этих грибов имеют широкий круг хозяев.[13][14]

Экономическое значение

Эрикоидные микоризные грибы образуют симбиоз с несколькими культурными и декоративными видами, такими как черника, клюква и Рододендрон. Инокуляция эрикоидными микоризными грибами может влиять на рост растений и потребление питательных веществ.[18] Однако гораздо меньше сельскохозяйственных и садоводческих исследований было проведено с эрикоидными микоризными грибами по сравнению с арбускулярный микоризный и эктомикоризный грибы.

Клюква, эрикоидная микоризная культура
Голубика северная высокорослая, Vaccinium corymbosum, эрикоидная микоризная культура

внешняя ссылка

Рекомендации

  1. ^ Кэрни, Дж. У. Г. и А. А. Мехарг. 2003. Эрикоидная микориза: партнерство, использующее суровые почвенные условия. Европейский журнал почвоведения 54: 735–740. DOI: 10.1046 / j.1351-0754.2003.0555.x.
  2. ^ Cullings, K. W. 1996. Единое филогенетическое происхождение эрикоидных микориз внутри семейства вересковых. Канадский журнал ботаники 74: 1896-1909.
  3. ^ а б c d е ж грамм Смит, С. Э. и Д. Дж. Рид. 2008. Микоризный симбиоз, третье издание. Академическая пресса.
  4. ^ Кэрни, Дж. У. Г. и Р. М. Берк, 1998. Активность внеклеточных ферментов эрикоидного микоризного эндофита Hymenoscyphus ericae (Чтение) Корф и Кернан: их вероятная роль в разложении отмерших растительных тканей в почве. Растения и почва 205: 181-192.
  5. ^ а б Рид, Д. Дж., Дж. Р. Лик и Дж. Перес-Морено. 2004. Микоризные грибы как движущие силы экосистемных процессов в вересковых пустошах и биомах бореальных лесов. Канадский журнал ботаники 82: 1243-1263.
  6. ^ Midgley, D. J .; Чемберс, С. М .; Кэрни, Дж. У. Г. (2002). «Пространственное распределение генотипов грибковых эндофитов в корневой системе Woollsia pungens (Ericaceae)». Австралийский журнал ботаники. 50 (5): 559. Дои:10.1071 / BT02020.
  7. ^ Барал Х.О. и Берби Л. (2006) Hymenoscyphus subcarneus, малоизвестный бриколевый дискомицет, обнаруженный в Беловежском национальном парке. Acta Mycologia 41: 11-20.
  8. ^ Hambleton S, Sigler L (2005) Meliniomyces, новый род анаморфов для корневых грибов с филогенетическим сродством к Rhizoscyphus ericae (≡ Hymenoscyphus ericae), Leotiomycetes. Исследования в области микологии. 53: 1-27.
  9. ^ Мидгли Д.Дж., Розварн К.П., Гринфилд П., Ли, Д., Фоклер, К.Дж., Хичкок, К.Дж., Сойер, Н.А., Бретт, Р., Эдвардс, Дж., Питт, Дж. И Тран-Динь, Н. (2016). Геномное понимание катаболизма углеводов Cairneyella variabilis gen. nov., sp. ноя, первые сообщения из генома эрикоидного микоризного гриба. Микориза, 26: 345–352.
  10. ^ Мидгли, Д.Дж., Сатклифф Б., Гринфилд П. и Тран-Дин, Н. (2018) Gamarada debralockiae gen. ноя sp. ноя- геном наиболее распространенного австралийского гриба эрикоидного микориз. Микориза, 28: 379-389.
  11. ^ а б Аллен, Т. Р., Т. Миллар, С. М. Берх и М. Л. Берби. 2003. При культивировании и прямом выделении ДНК были обнаружены разные грибы из одних и тех же корней микориз эрикоида. Новый фитолог 160: 255-272.
  12. ^ а б Селосс, М.А., С. Сетаро, Ф. Глатард, Ф. Ричард, К. Урселай и М. Вайс. 2007. Sebacinales - обычные микоризные ассоциаты Ericaceae. Новый фитолог 174: 864-878.
  13. ^ а б Kjoller, R., M. Olsrud и A. Michelsen. 2010. Сосуществующие виды вересковых растений в сообществе субарктических болот имеют общие грибковые корневые эндофиты. Экология грибов 3: 205-214.
  14. ^ а б Уокер, Дж. Ф., Л. Олдрич-Вульф, А. Риффель, Х. Барбаре, Н. Б. Симпсон, Дж. Троубридж и А. Джамппонен. 2011. Разнообразные Helotiales, связанные с корнями трех видов Arctic Ericaceae, не подтверждают специфичность хозяина. Новый фитолог 191: 515-527.
  15. ^ Вохник М., Панек М., Ферер Дж., Селосс М.-А (2016) Экспериментальное доказательство микоризного потенциала эрикоидов в пределах Serendipitaceae (Sebacinales). Микориза 26: 831–846
  16. ^ Коларик М., Вохник М. (2018) Когда рибосомная ДНК не говорит правду: случай таксономического положения Kurtia argillacea, эрикоидного микоризного гриба, обитающего среди Hymenochaetales. Грибковая биология 122: 1–18
  17. ^ http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/welcome.html
  18. ^ Scagel, C. F. 2005 Инокуляция эрикоидными микоризными грибами изменяет использование удобрений для сортов голубики высокорослой. HortScience 40: 786-794.