Международная коллекция (везикулярных) арбускулярных микоризных грибов
Международная коллекция (везикулярных) арбускулярных микоризных грибов ( INVAM ) является крупнейшей коллекцией живых арбускулярных микоризных грибов (AMF) и включает виды Glomeromycotan с 6 континентов. [ 1 ] Кураторы INVAM приобретают, выращивают, идентифицируют и раскрывают биологию, таксономию и экологию разнообразия AMF с миссией расширить доступность и знания об этих симбиотических грибах. [ 1 ] Культивирование АМФ представляет трудности, поскольку эти грибы являются облигатными биотрофами, которые должны завершить свой жизненный цикл в ассоциации со своими растениями-хозяевами. [ 2 ] в то время как споры, покоящиеся вне хозяина, уязвимы для хищников и деградации. Таким образом, кураторы INVAM разработали методы решения этих проблем и повышения доступности спор АМФ. Создание этой живой коллекции зародышевой плазмы произошло в 1980-х годах, и она принимает форму грибов, растущих в сочетании с симбионтами растений в теплице, а споры сохраняются в холодном хранилище в связанной с ними ризосфере . [ 1 ] Споры АМФ, полученные от ИНВАМ, широко используются как в фундаментальных, так и в прикладных исследовательских проектах в области экологии, эволюционной биологии, агроэкологии и реставрации. INVAM находится под эгидой Канзасского биологического исследования Канзасского университета , исследовательского института R1. Канзасская биологическая служба также является домом для известной организации Monarch Watch . INVAM в настоящее время расположен в экорегионе высокотравных прерий , и многие сотрудники и исследователи, связанные с INVAM, изучают роль AMF в обеспечении биоразнообразия прерий. Джеймс Бевер и Пегги Шульц — куратор и директор оперативной группы, а Элизабет Козиол и Терра Любин — помощники кураторов. [ 3 ]
История
[ редактировать ]INVAM был концептуализирован и реализован доктором Норманом Шенком, микологом и профессором патологии растений. В 1985 году Национальный научный фонд профинансировал идею Шенка о создании Международной коллекции культур везикулярных арбускулярных микоризных грибов (INVAM). Шенк основал INVAM в Университете Флориды, а после его выхода на пенсию в 1990 году коллекция переехала в Университет Западной Вирджинии, где она объединилась с коллекцией, которую ведет Джо Мортон. К 1990 г. коллекция Шенка насчитывала 182 образца 56 видов, тогда как коллекция Мортона насчитывала 107 изолятов и 49 видов. Перенос коллекции Шенка из Флориды в WVU был сопряжен с трудностями, поскольку многие культуры погибли при транспортировке. [ 1 ] В первые годы работы в WVU целью INVAM было приобретение и распространение большего количества изолятов, а также улучшение протоколов размножения. В результате с 1995 по 2005 год коллекция увеличилась в шесть раз. [ 1 ] В 2021 году NSF профинансировал перевод INVAM в Канзасский университет, где он находится под его нынешним кураторством. [ 3 ]
Эволюционное происхождение и экологическое значение АМФ.
[ редактировать ]Арбускулярные (от arbuscula, что по латыни означает «крошечное дерево») микоризные («грибно-корневые») грибы имеют древнее происхождение как растительные симбионты. Самые ранние ископаемые свидетельства существования гломеромицета арбускула, места обмена растений и грибов, известны из Райни Черта, который датируется 407 миллионами лет назад, в нижнем девоне. [ 4 ] Эта ранняя ископаемая арбускула не встречается в корне растения, а встречается на боковой оси ныне вымершего растения. Таким образом, грибы, образующие арбускулы, потенциально предшествовали существованию корней. [ 5 ] поскольку корни, вероятно, развились из корневых систем, основанных на ризоидах, в девонском периоде (Кенрик, 2014). Некоторые исследователи даже предполагают, что корни возникли как среда обитания грибов. [ 5 ] Существует поддержка гипотезы о том, что микоризные грибы и корни эволюционировали различными способами. [ 6 ] и что грибы Glomeromycotan способствовали заселению суши растениями. [ 7 ] [ 8 ] Известно, что АМФ ассоциирует по меньшей мере с 80% современных видов наземных растений. [ 9 ] и они могут принести пользу своим растениям-хозяевам различными важными способами, включая, помимо прочего, увеличение усвоения фосфора и азота, [ 10 ] увеличение биомассы, [ 11 ] устойчивость к стрессу, вызванному засухой, [ 12 ] синергия с партнерами по ризобиям, [ 13 ] защитная подготовка, [ 14 ] и, пожалуй, наиболее спорным является способность AMF обеспечивать устойчивость к наземным стрессорам, таким как травоядные животные. [ 15 ] [ 16 ] Конкретные отношения AMF-растение могут попадать в различные точки мутуалистически-патогенного спектра, в зависимости от связанных видов в партнерстве. [ 17 ] и есть свидетельства того, что может быть значительная разница в пользе, получаемой при использовании нативного инокулята по сравнению с коммерческим инокулятом. [ 18 ] В масштабе всего ландшафта AMF может ускорить сукцессию и увеличить разнообразие растительных сообществ. [ 19 ] [ 18 ] повысить стабильность почвы за счет выработки гломалина микоризой, [ 20 ] а за счет развития микоризных сетей они увеличивают накопление углерода в почве, что имеет глобальные последствия. [ 21 ]
Научное влияние
[ редактировать ]Основатель INVAM, доктор Норман Шенк, является соавтором книги «Руководство по идентификации микоризных грибов ВА», [ 22 ] ссылка, которая до сих пор цитируется в таксономических исследованиях AMF. В этом справочнике описаны морфологические характеристики родов AMF и описания известных на тот момент видов, что до сих пор полезно, поскольку идентификация видов AMF посредством секвенирования ДНК представляет трудности, поскольку каждая спора может дать множество операционных таксономических единиц (OTU). [ 23 ] Помимо преодоления проблем, связанных с распространением и хранением AMF, INVAM продолжает играть роль в развитии технологий идентификации AMF, предоставляя правильно идентифицированные разнообразные культуры для сравнения при создании секвенированной базы данных. [ 1 ]
- Доктор Джо Мортон, второй куратор INVAM, сыграл роль в классификации арбускулярных микоризных грибов. [ 24 ] это сложно, учитывая как сложность использования секвенирования ДНК для дифференциации видов, так и сложность использования секвенирования ДНК для дифференциации видов. [ 23 ] но также и потому, что арбускулярные микоризные грибы, как известно, размножаются только бесполым путем. [ 25 ] поэтому широко используемая концепция вида, Концепция биологических видов (BSC), которая определяет вид как группу организмов, которые производят плодовитое потомство при скрещивании, [ 26 ] сложно применить. [ 25 ]
По данным Google Scholar, INVAM упоминается в качестве ресурса в более чем 4000 научных публикациях. [ 1 ]
Сотрудники INVAM помогли создать другие коллекции культур AMF в Европе вместе с Международным банком Glomeromycota, в Южной Америке с Международной коллекцией культур Glomeromycota и других коллекциях в Южной Африке, Тайване и Китае. [ 1 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час Штюрмер, Сидни Л.; Бевер, Джеймс Д.; Шульц, Пегги А.; Бентивенга, Стивен П. (2021). «Празднование INVAM: 35-летие крупнейшей коллекции живых культур арбускулярных микоризных грибов» . Микориза . 31 (1): 117–126. Бибкод : 2021Mycor..31..117S . дои : 10.1007/s00572-020-01008-z . ISSN 0940-6360 . ПМИД 33205230 . S2CID 254062848 .
- ^ Баго, Б.; Бекар, Г. (2002), Джанинацци, Сильвио; Шюпп, Ханнес; Бареа, Джозеф Майкл; Хазельвантер, Курт (ред.), «Основы облигатной биотрофии арбускулярных микоризных грибов» , Микоризальная технология в сельском хозяйстве , Базель: Birkhäuser Basel, стр. 107-116. 33–48, номер домена : 10.1007/978-3-0348-8117-3_3 , ISBN. 978-3-0348-9444-9 , получено 15 апреля 2023 г.
- ^ Jump up to: а б "Дом" . invam.ku.edu . Проверено 15 апреля 2023 г.
- ^ Струллу-Дерриен, Кристина; Кенрик, Пол; Нолл, Эндрю Х. (2019). «Черт Райни» . Современная биология . 29 (23): Р1218–Р1223. Бибкод : 2019CBio...29R1218S . дои : 10.1016/j.cub.2019.10.030 . ПМИД 31794750 . S2CID 208541625 .
- ^ Jump up to: а б Брундретт, Марк К. (май 2002 г.). «Коэволюция корней и микоризы наземных растений» . Новый фитолог . 154 (2): 275–304. дои : 10.1046/j.1469-8137.2002.00397.x . ISSN 0028-646X . ПМИД 33873429 .
- ^ Кенрик, П.; Струллу-Дерриен, К. (01 октября 2014 г.). «Происхождение и ранняя эволюция корней» . Физиология растений . 166 (2): 570–580. дои : 10.1104/стр.114.244517 . ISSN 0032-0889 . ПМК 4213089 . ПМИД 25187527 .
- ^ Хамфрис, Клэр П.; Фрэнкс, Питер Дж.; Рис, Марк; Бидартондо, Мартин И.; Лик, Джонатан Р.; Бирлинг, Дэвид Дж. (2 ноября 2010 г.). «Мутуалистический микоризоподобный симбиоз у древнейшей группы наземных растений» . Природные коммуникации . 1 (1): 103. Бибкод : 2010NatCo...1..103H . дои : 10.1038/ncomms1105 . ISSN 2041-1723 . ПМИД 21045821 .
- ^ Римингтон, Уильям Р.; Прессель, Сильвия; Дакетт, Джеффри Г.; Филд, Кэти Дж.; Прочтите, Дэвид Дж.; Бидартондо, Мартин И. (10 октября 2018 г.). «Древние растения с древними грибами: печеночники связаны с рано расходящимися арбускулярными микоризными грибами» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 285 (1888): 20181600. doi : 10.1098/rspb.2018.1600 . ISSN 0962-8452 . ПМК 6191707 . ПМИД 30305437 .
- ^ Ван, Б.; Цю, Ю.-Л. (2006). «Филогенетическое распространение и эволюция микориз у наземных растений». Микориза . 16 (5): 299–363. Бибкод : 2006Mycor..16..299W . дои : 10.1007/s00572-005-0033-6 . ISSN 0940-6360 . ПМИД 16845554 . S2CID 30468942 .
- ^ Смит, SE; Читайте (2008). Микоризный симбиоз (3-е изд.). Академик Пресс, Инк.
- ^ ван дер Хейден, Марсель Г.А.; Барджетт, Ричард Д.; ван Страален, Нико М. (2008). «Невидимое большинство: почвенные микробы как движущая сила разнообразия и продуктивности растений в наземных экосистемах» . Экологические письма . 11 (3): 296–310. Бибкод : 2008EcolL..11..296V . дои : 10.1111/j.1461-0248.2007.01139.x . ISSN 1461-023X . ПМИД 18047587 .
- ^ Оже, Роберт М. (28 мая 2001 г.). «Водные отношения, засуха и везикулярно-арбускулярный микоризный симбиоз» . Микориза . 11 (1): 3–42. Бибкод : 2001Mycor..11....3A . дои : 10.1007/s005720100097 . ISSN 0940-6360 . S2CID 29379395 .
- ^ Примьери, Сильмар; Магноли, Сьюзен М.; Коффель, Томас; Штюрмер, Сидни Л.; Бевер, Джеймс Д. (2022). «Многолетние, но не однолетние бобовые культуры синергетически выигрывают от заражения арбускулярными микоризными грибами и ризобиями: метаанализ» . Новый фитолог . 233 (1): 505–514. дои : 10.1111/nph.17787 . ISSN 0028-646X . ПМЦ 9298428 . ПМИД 34626495 .
- ^ Юнг, Сабина К.; Мартинес-Медина, Эноа; Лопес-Раес, Хуан А.; Позо, Мария Дж. (2012). «Вызванная микоризой устойчивость и защита растений» . Журнал химической экологии . 38 (6): 651–664. Бибкод : 2012JCEco..38..651J . дои : 10.1007/s10886-012-0134-6 . hdl : 10261/344431 . ISSN 0098-0331 . ПМИД 22623151 . S2CID 254655610 .
- ^ Миддлтон, Элизабет Л.; Ричардсон, Сара; Козиол, Лиз; Палмер, Кори Э.; Ермаков, Жанна; Хеннинг, Иеремия А.; Шульц, Пегги А.; Бевер, Джеймс Д. (2015). «Локально адаптированные арбускулярные микоризные грибы повышают жизнеспособность и устойчивость к травоядным видам местных видов растений прерий» . Экосфера . 6 (12): ст.276. дои : 10.1890/ES15-00152.1 . ISSN 2150-8925 .
- ^ Беннетт, Элисон Э.; Бевер, Джеймс Д. (2007). «Микоризные виды по-разному изменяют рост растений и реакцию на травоядность» . Экология . 88 (1): 210–218. doi : 10.1890/0012-9658(2007)88[210:MSDAPG]2.0.CO;2 . hdl : 1808/21193 . ISSN 0012-9658 . ПМИД 17489469 .
- ^ Хоксема, Джейсон Д.; Чаудхари, В. Бала; Геринг, Кэтрин А.; Джонсон, Нэнси Коллинз; Карст, Жюстин; Койде, Роджер Т.; Прингл, Энн; Забински, Екатерина; Бевер, Джеймс Д.; Мур, Джон К.; Уилсон, Гейл В.Т.; Клирономос, Джон Н.; Умбанховар, Джеймс (2010). «Метаанализ контекстной зависимости реакции растений на инокуляцию микоризными грибами» . Экологические письма . 13 (3): 394–407. дои : 10.1111/j.1461-0248.2009.01430.x . ПМИД 20100237 .
- ^ Jump up to: а б Козиол, Лиз; Шульц, Пегги А; Хаус, Джеффри Л; Бауэр, Джонатан Т; Миддлтон, Элизабет Л; Бевер, Джеймс Д. (декабрь 2018 г.). «Микробиом растений и восстановление местных растений: пример местных микоризных грибов» . Бионаука . 68 (12): 996–1006. дои : 10.1093/biosci/biy125 . ISSN 0006-3568 .
- ^ Козиол, Лиз; Бевер, Джеймс Д. (2019). Тернер, Бенджамин (ред.). «Микоризные обратные связи создают положительную частотную зависимость, ускоряя сукцессию пастбищ» . Журнал экологии . 107 (2): 622–632. Бибкод : 2019JEcol.107..622K . дои : 10.1111/1365-2745.13063 . ISSN 0022-0477 .
- ^ Райт, Сан-Франциско; Упадхьяя, А. (1998). «Обследование почв на предмет агрегативной устойчивости и гломалина, гликопротеина, продуцируемого гифами арбускулярных микоризных грибов». Растение и почва . 198 (1): 97–107. дои : 10.1023/А:1004347701584 . S2CID 43819138 .
- ^ Сулайман, Закария М. (2014). «Вклад арбускулярных микоризных грибов в секвестрацию углерода в почве». В Сулеймане, Закария М.; Эбботт, Линетт К.; Варма, Аджит (ред.). Микоризные грибы: использование в устойчивом сельском хозяйстве и восстановлении земель . Почвенная биология. Том. 41. Берлин, Гейдельберг: Шпрингер. стр. 287–296. дои : 10.1007/978-3-662-45370-4_18 . ISBN 978-3-662-45369-8 .
- ^ Шенк, Норман; Перес, Ивонн (1990). Руководство по идентификации микоризных грибов ВА. Том. 286 . Гейнсвилл: Синергетические публикации.
- ^ Jump up to: а б Хаус, Джеффри Л.; Эканаяке, Салия; Руан, Ян; Шютте, Урсель МЭ; Каононгбуа, Виттая; Фокс, Джеффри; Йе, Южен; Бевер, Джеймс Д. (15 августа 2016 г.). «Филогенетически структурированные различия в вариациях последовательностей генов рРНК среди видов арбускулярных микоризных грибов и их значение для кластеризации последовательностей» . Прикладная и экологическая микробиология . 82 (16): 4921–4930. Бибкод : 2016ApEnM..82.4921H . дои : 10.1128/aem.00816-16 . ISSN 0099-2240 . ПМЦ 4968537 . ПМИД 27260357 .
- ^ Редекер, Дирк; Шюсслер, Артур; Стокингер, Герберт; Штюрмер, Сидни Л.; Мортон, Джозеф Б.; Уокер, Кристофер (2013). «Обоснованный на фактических данных консенсус по классификации арбускулярных микоризных грибов (Glomeromycota)» . Микориза . 23 (7): 515–531. Бибкод : 2013Mycor..23..515R . дои : 10.1007/s00572-013-0486-y . ISSN 0940-6360 . ПМИД 23558516 . S2CID 254058978 .
- ^ Jump up to: а б Розендаль, Сорен (2008). «Сообщества, популяции и особи арбускулярных микоризных грибов» . Новый фитолог . 178 (2): 253–266. дои : 10.1111/j.1469-8137.2008.02378.x . ISSN 0028-646X . ПМИД 18248587 .
- ^ Майр, Эрнст (1970). Популяция, виды и эволюция . Кембридж, издательство Гарвардского университета.