Гломалин
Гломалин представляет собой гипотетический гликопротеин, изобилии продуцируемый гифами и спорами арбускулярных в микоризных (АМ) грибов в почве и корнях . Гломалин был предложен в 1996 году Сарой Ф. Райт, ученым из Министерства сельского хозяйства США Службы сельскохозяйственных исследований , но он еще не был выделен и описан. [ 1 ] Название происходит от Glomerales , отряда грибов. Большинство АМ-грибов относятся к отделу Glomeromycota . [ 2 ] Неуловимый [ нужны разъяснения ] В основном предполагается, что оно оказывает клееподобное действие на почву, но оно еще не выделено. [ 3 ]
Определение и споры
[ редактировать ]Специфический белок гломалин еще не выделен и не описан. [ 3 ] То, что было описано, представляет собой процесс экстракции с использованием тепла и цитрата, в результате которого получается смесь, содержащая вещество, которое реагирует с моноклональным антителом Mab32B11, выработанным против измельченных спор грибов AM. Вещество тогда условно названо «гломалин». [ 4 ] Поскольку во многих лабораториях нет оборудования для выделения антител ( ELISA неочищенная смесь, называемая гломалин-родственными почвенными белками ( GRSP используется ), для обозначения части экстракта, реагирующей на анализ белка в Брэдфорде , ). Существует значительная путаница между идеальным белком гломалин, частью экстракта, реагирующей на антитела, называемой «гломалин», и GRSP. [ 4 ]
«Гломалин» был впервые обнаружен с помощью анализа Mab32B11 ELISA в 1987 году. По словам ученого, предложившего гипотетический белок, Сары Ф. Райт, он ускользал от экстракции до 1996 года, потому что «для изучения требуется необычное усилие: вытеснение гломалина в цитрат в сочетании с нагреванием при температуре 250 °F (121 °C) в течение как минимум часа… Ни один другой почвенный клей, обнаруженный на сегодняшний день, не требовал столь радикальных мер, как этот». [ 1 ] Однако с использованием передовых аналитических методов в 2010 году было доказано, что процедура экстракции GRSP цитратным нагреванием обеспечивает совместную экстракцию гуминовых веществ , поэтому до сих пор неясно, происходит ли этот «эффект клея» от гломалина или других веществ, которые экстрагируются совместно. используя этот метод. [ 4 ]
Описание
[ редактировать ]Основываясь на своем извлечении, Райт считает, что «молекула гломалина представляет собой скопление небольших гликопротеинов с присоединенными ионами железа и других... гломалин содержит от 1 до 9% прочно связанного железа.... Мы видели гломалин на внешней стороне гиф. , и мы считаем, что именно так гифы уплотняются, чтобы переносить воду и питательные вещества. Это также может быть тем, что придает им жесткость, необходимую для перекрытия воздушного пространства между частицами почвы».
Существуют и другие косвенные доказательства того, что гломалин имеет грибковое происхождение АМ. Когда AM-грибы удаляются из почвы путем инкубации почвы без растений-хозяев, концентрация GRSP снижается. Аналогичное снижение GRSP также наблюдалось в инкубированных почвах лесных, лесных и сельскохозяйственных земель. [ 5 ] и луга, обработанные фунгицидами. [ 3 ]
Гломалин не является синонимом GRSP. [ 4 ] Гломалин — это белок, который связывается с антителом Mab32B11, а GRSP — это неочищенный экстракт, содержащий множество веществ, включая гуминовые кислоты . [ 4 ]
Химия GRSP еще не до конца изучена, а связь между гломалином, GRSP и AM-грибами еще не ясна. [ 3 ] [ 4 ] Физиологическая функция гломалина в грибах также является предметом текущих исследований. [ 6 ]
Эффекты
[ редактировать ]Предполагается, что гломалин улучшает устойчивость почвенных агрегатов и уменьшает эрозию почвы . [ 5 ] Однако, поскольку гломалин не может быть адекватно количественно определен в почве, в исследованиях обычно анализируется экстракт GRSP, который представляет собой сложную смесь, включающую белки и другие вещества. [ 4 ]
GRSPs, смесь белков и гуминовых веществ , [ 4 ] являются важным компонентом органического вещества почвы и связывают минеральные частицы, улучшая качество почвы . [ 1 ] [ 3 ] GRSP были исследованы на предмет их свойств хранить углерод и азот , в том числе как потенциальный метод связывания углерода . [ 7 ] [ 8 ] Биологическое разложение отобранного GRSP занимает 7–42 года, и считается, что он составляет до 30 процентов углерода в почве , где присутствуют микоризные грибы. Самые высокие уровни GRSP были обнаружены в вулканических почвах Гавайев и Японии. [ 1 ] Концентрация гломалина в почве коррелировала с продуктивностью экосистемы первичной . [ 7 ] Была обнаружена сильная корреляция между GRSP и водоустойчивостью почвенных агрегатов в самых разных почвах, где органический материал является основным связующим агентом, хотя механизм неизвестен. [ 3 ]
См. также
[ редактировать ]- Углеродный цикл
- Перегной
- Микоризные грибы и хранение углерода в почве
- Почвенная жизнь
- Структура почвы
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Комис, Дон (сентябрь 2002 г.). «Гломалин: место, где хранится треть мирового почвенного углерода» . Сельскохозяйственные исследования : 4–7.
- ^ Комис, Дон (октябрь 1997 г.). «Гломалин — почвенный суперклей» . Сельскохозяйственные исследования : 23.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж Риллиг, MC (2004). «Арбускулярная микориза, гломалин и почвенная агрегация». Канадский журнал почвоведения . 84 (4): 355–363. CiteSeerX 10.1.1.319.347 . дои : 10.4141/S04-003 .
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час Гиллеспи, Адам В.; Фаррелл, Ричард Э.; Уолли, Фрэн Л.; Росс, Эндрю Р.С.; Лейнвебер, Питер; Экхардт, Кай-Уве; Режье, Том З.; Блит, Роберт И.Р. (апрель 2011 г.). «Почвенный белок, родственный гломалину, содержит термостабильные белки, липиды и гуминовые материалы, не связанные с микоризой». Биология и биохимия почвы . 43 (4): 766–777. Бибкод : 2011SBiBi..43..766G . doi : 10.1016/j.soilbio.2010.12.010 . ISSN 0038-0717 .
- ^ Перейти обратно: а б Риллиг М., Рэмси П., Моррис С., Пол Э. (2003). «Гломалин, арбускулярно-микоризный грибковый почвенный белок, реагирует на изменения в землепользовании». Растение и почва . 253 (2): 293–299. дои : 10.1023/А:1024807820579 . S2CID 11007821 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Пурин, Соня; Риллиг, Матиас К. (20 июня 2007 г.). «Арбускулярный микоризный грибковый белок гломалин: ограничения, прогресс и новая гипотеза его функции». Педобиология . 51 (2): 123–130. Бибкод : 2007Педоб..51..123П . дои : 10.1016/j.pedobi.2007.03.002 . ISSN 0031-4056 .
- ^ Перейти обратно: а б Треседер, Кэтлин К .; Тернер, Кэти М. (июль – август 2007 г.). «Гломалин в экосистемах» . Журнал Американского общества почвоведения . 71 (4): 1257–1266. Бибкод : 2007SSASJ..71.1257T . дои : 10.2136/sssaj2006.0377 .
- ^ Кинг, Гэри М. (февраль 2011 г.). «Улучшение хранения углерода в почве для восстановления углерода: потенциальный вклад и ограничения со стороны микробов». Тенденции в микробиологии . 19 (2): 75–84. дои : 10.1016/j.tim.2010.11.006 . ISSN 0966-842X . ПМИД 21167717 .