Эрикоидная микориза
Эрикоидная микориза — это мутуалистические отношения, возникшие между представителями семейства растений Ericaceae и несколькими линиями микоризных грибов. 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
[ редактировать ]Эрикоидные микоризы характеризуются грибковыми клубками, образующимися в эпидермальных клетках тонких корней волос вересковых видов. [3] Эрикоидные микоризные грибы создают рыхлые гифальные сети вокруг корней волос снаружи, откуда они проникают через стенки корковых клеток, образуя внутриклеточные клубки, которые могут плотно упаковывать отдельные растительные клетки. [3] Однако грибы не проникают через плазматические мембраны растительных клеток. Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что катушки функционируют только в течение нескольких недель, прежде чем растительные клетки и гифы грибов начнут разлагаться. [3]
Змеевик — это место, где грибы обменивают питательные вещества, полученные из почвы, на углеводы, закрепляемые в результате фотосинтеза растением . Было показано, что эроидные микоризные грибы обладают ферментативными способностями расщеплять сложные органические молекулы. [4] [5] Это может позволить некоторым эрикоидным микоризным грибам действовать как сапротрофы . Однако основная функция этих ферментативных способностей, вероятно, связана с доступом к органическим формам питательных веществ, таким как азот, минерализованные формы которого присутствуют в очень ограниченных количествах в средах обитания, обычно занимаемых вересковыми растениями. [5]
Грибковые симбионты
[ редактировать ]
Большинство исследований физиологии и функции эрикоидных микоризных грибов было сосредоточено на изолятах грибов, морфологически идентифицированных как Rhizoscyphus ericae , из Ascomycota отряда Helotiales , [3] теперь известно, что это вид Pezoloma . [7]
помимо Rhizoscyphus ericae В настоящее время признано, что , культивируемые Ascomycota, такие как Meliniomyces (тесно родственные Rhizoscyphus ericae ), Cairneyella variabilis , Gamarada debralockiae и Oidiodendron maius, образуют эрикоидные микоризы. [3] [8] [9] [10] Применение секвенирования ДНК к грибковым изолятам и клонам, полученным с помощью ПЦР из окружающей среды , выявило разнообразные грибковые сообщества в эрикоидных корнях, однако способность этих грибов образовывать типичные эрикоидные микоризные клубки не была подтверждена, и некоторые из них могут быть немикоризными эндофитами, сапробами или паразиты. [11] [12] [13] [14]
Помимо аскомицетов, виды Sebacina из типа Basidiomycota также признаны частыми, но некультивируемыми ассоциатами эрикоидных корней. [11] [12] и могут образовывать эрикоидные микоризы. [15] Точно так же базидиомицеты из отряда Hymenochaetales также участвуют в формировании эрикоидных микориз. [16]
Географическое и хостовое распределение
[ редактировать ]Широко распространен эрикоидный микоризный симбиоз. Виды Ericaceae занимают по крайней мере некоторые места обитания на всех континентах, кроме Антарктиды. [17] Некоторые линии семейства Ericaceae не образуют эрикоидные микоризы, а вместо этого образуют другие типы микориз, в том числе мансаниту ( Arctostaphylos ), мадрон ( Arbutus ) и Monotropoidiae. [3] Географическое распространение многих грибов неясно, прежде всего потому, что идентификация грибных партнеров не всегда была легкой, особенно до применения методов идентификации на основе ДНК. [3] Грибы, относимые к Rhizoscyphus ericae, были идентифицированы в местообитаниях Северного и Южного полушария, но вряд ли это все одни и те же виды. Некоторые исследования также показали, что грибковые сообщества, колонизирующие корни эрикоидов, могут не обладать специфичностью к различным видам эрикоидных растений, что позволяет предположить, что по крайней мере некоторые из этих грибов имеют широкий круг хозяев. [13] [14]
Экономическое значение
[ редактировать ]Эрикоидные микоризные грибы образуют симбиоз с несколькими сельскохозяйственными и декоративными видами, такими как черника, клюква и рододендрон . Инокуляция эрикоидными микоризными грибами может влиять на рост растений и поглощение питательных веществ. [18] Однако с эрикоидными микоризными грибами в сельском хозяйстве и садоводстве было проведено гораздо меньше исследований по сравнению с арбускулярными микоризными и эктомикоризными грибами.
Внешние ссылки
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кэрни, JWG и А.А. Мехарг. 2003. Эрикоидная микориза: партнерство, использующее суровые эдафические условия. Европейский журнал почвоведения 54: 735–740. doi:10.1046/j.1351-0754.2003.0555.x.
- ^ Каллингс, К.В. 1996. Единое филогенетическое происхождение эрикоидных микориз семейства Ericaceae. Канадский журнал ботаники 74: 1896–1909.
- ^ Jump up to: а б с д и ж г Смит, С.Э. и DJ Рид. 2008. Микоризный симбиоз, третье издание. Академическая пресса.
- ^ Кэрни, JWG и Р.М. Берк.1998. Внеклеточная ферментативная активность эрикоидного микоризного эндофита Hymenoscyphus ericae (Читать) Корф и Кернан: их вероятная роль в разложении мертвой растительной ткани в почве. Растение и почва 205: 181-192.
- ^ Jump up to: а б Рид, ди-джей, Дж. Р. Лик и Дж. Перес-Морено. 2004. Микоризные грибы как движущие силы экосистемных процессов в биомах пустошей и бореальных лесов. Канадский журнал ботаники 82: 1243-1263.
- ^ Мидгли, диджей; Чемберс, С.М.; Кэрни, JWG (2002). «Пространственное распределение генотипов эндофитов грибов в корневой системе Woollsia pungens (Ericaceae)». Австралийский журнал ботаники . 50 (5): 559. дои : 10.1071/BT02020 .
- ^ Барал Х.О. и Берби Л. (2006) Hymenoscyphus subcarneus , малоизвестный мохообразный дискомицет, обнаруженный в Беловежском национальном парке. Акта Микология 41:11-20.
- ^ Хэмблтон С., Сиглер Л. (2005) Meliniomyces , новый род анаморф для корневых грибов с филогенетическим сходством с Rhizoscyphus ericae (≡ Hymenoscyphus ericae ), Leotiomycetes. Исследования по микологии. 53:1-27.
- ^ Миджли, DJ, Роузуорн, CP, Гринфилд, П., Ли, Д., Воклер, CJ, Хичкок, CJ, Сойер, Н.А., Бретт, Р., Эдвардс, Дж., Питт, Дж.И. и Тран-Дин, Н. . (2016). Геномный взгляд на катаболизм углеводов Cairneyella variabilis gen. ноябрь, сп. ноябрь , первые сообщения о геноме эрикоидного микоризного гриба. Микориза, 26: 345–352.
- ^ Миджли, DJ, Сатклифф Б., Гринфилд П. и Тран-Дин, Н. (2018) Gamarada debralockiae gen. ноябрь сп. ноябрь — геном наиболее распространенного австралийского эрикоидного микоризного гриба. Микориза, 28: 379–389.
- ^ Jump up to: а б Аллен, Т.Р., Т. Миллар, С.М. Берч и М.Л. Берби. 2003. Культивирование и прямая экстракция ДНК обнаруживают разные грибы из одних и тех же эрикоидных микоризных корней. Новый фитолог 160:255-272.
- ^ Jump up to: а б Селоссе, Массачусетс, С. Сетаро, Ф. Глатард, Ф. Ришар, К. Урселей и М. Вайс. 2007. Sebacinales – распространенные микоризные сородичи вересковых. Новый фитолог 174:864-878.
- ^ Jump up to: а б Кьоллер Р., М. Олсруд и А. Михельсен. 2010. Сосуществующие виды вересковых растений в сообществе субарктических болот имеют общие корневые эндофиты грибов. Грибковая экология 3:205-214.
- ^ Jump up to: а б Уокер, Дж. Ф., Л. Олдрич-Вульф, А. Риффель, Х. Барбэр, Н. Б. Симпсон, Дж. Троубридж и А. Джамппонен. 2011. Разнообразие Helotiales, связанное с корнями трех видов арктических вересковых, не дает доказательств специфичности хозяина. Новый фитолог 191: 515-527.
- ^ Воник М., Панек М., Ферер Дж., Селоссе М.А. (2016)Экспериментальные доказательства потенциала эрикоидной микоризы у Serendipitaceae (Sebacinales). Микориза 26: 831–846.
- ^ Коларик М., Вохник М. (2018) Когда рибосомальная ДНК не говорит правду: случай таксономического положения Kurtia argillacea, эрикоидного микоризного гриба, обитающего среди Hymenochaetales. Грибковая биология 122: 1–18.
- ^ «Веб-сайт филогении покрытосеменных» .
- ^ Scagel, CF 2005. Инокуляция эрикоидными микоризными грибами меняет использование удобрений для сортов голубики высокорослой. HortScience 40: 786-794.