Hosszú időtartamú monokultúrás termesztésből és különböző vetésforgó rendszerekből származó növények arbuszkuláris mikorrhiza (AM) gomba-közösségeinek vizsgálata
DOI:
https://doi.org/10.56617/tl.3801Palavras-chave:
arbuszkuláris mikorrhiza, vetésforgó, monokultúra, kukorica (Zea mays L.), diverzitásResumo
Napjainkban egyre inkább előtérbe kerülnek olyan környezetkímélő növénytermesztési technológiák, melyek biztosítják a műtrágya és növényvédőszer mennyiségének csökkentését a termés hozamának és minőségének megtartása mellett. Az arbuszkuláris mikorrhiza gombák, melyek a szárazföldi növények többségével, köztük termesztett növényeink nagy részével is képesek szimbiózisban élni, kulcsfontosságúak lehetnek ebben a folyamatban. Az eltérő agrotechnikai eljárások azonban befolyásolhatják a talaj természetes AM gomba-közösségeinek összetételét, így például az intenzív mezőgazdasági művelés, a peszticidek használata csökkentheti az AM gombák diverzitását. Ezért célunk volt az MTA Mezőgazdasági Kutatóintézet kísérleti területén, Martonvásáron beállított hosszú időtartamú monokultúrás termesztésből és különböző vetésforgó rendszerekből (3 év lucerna/5 év kukorica, 2 év búza/2 év kukorica, valamint kukorica/tavaszi árpa/borsó/búza [Norfolk típus]) származó növények (főképpen kukorica − Zea mays L.) AM gomba-közösségeinek vizsgálata és összehasonlítása. Vizsgálataink a növények rizoszféra-talajainak AM gomba-spóraszám meghatározására, a mikorrhizáltsági százalékok becslésére, a növények gyökerét aktívan kolonizáló AM gombák molekuláris technikával (a 18S rRNS gének konzervatív régióira tervezett indítószekvenciákkal kivitelezett nested-PCR eljárással) történő azonosítására, valamint az AM gombaközösségek filogenetikai viszonyainak feltárására irányultak. A kukorica monokultúrában és a vetésforgó rendszerekben is igazoltuk az AM gyökérkolonizáció és a talajban lévő AM gomba-spórák számának a növények vegetációs periódusaival történő változását. Eredményeink alapján megállapítható, hogy a vizsgált közel 50 éves tartamhatású kísérleti háttérrel rendelkező kukorica monokultúra igen gazdag AM gombaközösséggel rendelkezik, melynek összetétele jelentősen eltér a vetésforgóban termesztett növények AM gomba-közösségeinek összetételétől.
Referências
Augé R. M., Toler H.D., Sams C. E., Nasim G. 2008: Hydraulic conductance and water potential gradients in squash leaves showing mycorrhiza-induced increases in stomatal conductance. Mycorrhiza 18(3): 115−121. https://doi.org/10.1007/s00572-008-0162-9
Azcón-Aguilar C., Barea J. M. 1996: Arbuscular mycorrhizas and biological control of soil-borne plant pathogens - An overview of the mechanisms involved. Mycorrhiza 6(6): 457−464. https://doi.org/10.1007/s005720050147
Bainard L. D., Koch A. M., Gordon A. M., Klironomos J. N. 2012: Temporal and compositional differences of arbuscular mycorrhizal fungal communities in conventional monocropping and tree-based intercropping systems. Soil Biology and Biochemistry 45: 172−180. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2011.10.008
Bever J. D., Morton J.B., Antonovics J., Schultz P. A. 1996: Host-dependent sporulation and species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in a mown grassland. Journal of Ecology 84(1): 71−82. https://doi.org/10.2307/2261701
Carrenho R., Silva E.S., Trufem S. F. B., Bononi V. L.R. 2001: Successive cultivation of maize and agricultural practices on root colonization, number of spores and species of arbuscular mycorrhizal fungi. Brazilian Journal of Microbiology 32: 262−270. https://doi.org/10.1590/S1517-83822001000400002
Dumbrell A. J., Nelson M., Helgason T., Dytham C., Fitter A.H. 2010: Relative roles of niche and neutral processes in structuring a soil microbial community. The ISME Journal 4: 337−345. https://doi.org/10.1038/ismej.2009.122
Frank B. F. 1885: Über die auf Wurzelsymbiose beruhende Ernährung gewisser Bäume durch unterirdische Pilze. Berichte der deutschen botanischen Gesellschaft 3: 128−145.
Füzy A., Biró B., Tóth T., Hildebrandt J., Bothe H. 2008: Drought, but not salinity determines the apparent effectiveness of halophytes colonized by arbuscular mycorrhizal fungi. Journal of Plant Physiology 165(11): 1181−1192. https://doi.org/10.1016/j.jplph.2007.08.010
Gerdemann J. W., Nicolson T. H. 1963: Spores of mycorrhizal Endogone species extracted from soil by wet sieving and decanting. Transactions of the British Mycological Society 46(2): 235−244. https://doi.org/10.1016/S0007-1536(63)80079-0
Gildon A., Tinker P. B. 1983: Interactions of vesicular-arbuscular mycorrhizal infection and heavy metals in plants: I. The effects of heavy metals on the development of vesicular-arbuscular mycorrhizas. New Phytologist 95(2): 247−261. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1983.tb03491.x
Giovannetti M., Mosse B. 1980: An evaluation of techniques for measuring vesicular arbuscular mycorrhizal infection in roots. New Phytologist 84(3): 489−500. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.1980.tb04556.x
Hijri I., Sýkorová Z., Oehl F., Ineichen K., Mäder P., Wiemken A., Redeker D. 2006: Communities of arbuscular mycorrhizal fungi in arable soils are not necessarily low in diversity. Molecular Ecology 15(8): 2277−2289. https://doi.org/10.1111/j.1365-294X.2006.02921.x
Hildebrandt U., Regvar M., Bothe H. 2007: Arbuscular mycorrhiza and heavy metal tolerance. Phytochemistry 68(1): 139−146. https://doi.org/10.1016/j.phytochem.2006.09.023
Ianson D. C., Allen M. F. (1986): The effects of soil texture on extraction of vesicular- arbuscular mycorrhizal fungal spores from arid sites. Mycologia 78(2): 164−168. https://doi.org/10.1080/00275514.1986.12025227
Jefwa J. M., Sinclair R., Maghembe J. A. 2006: Diversity of glomale mycorrhizal fungi in maize/sesbania intercrops and maize monocrop systems in southern Malawi. Agroforestry Systems 67(2): 107−114. https://doi.org/10.1007/s10457-004-2370-4
Kovács G. M., Balázs T., Pénzes Zs. 2007: Molecular study of arbuscular mycorrhizal fungi colonizing the sporophyte of the eusporangiate rattlesnake fern (Botrychium virginianum, Ophioglossaceae). Mycorrhiza 17(7): 597−605. https://doi.org/10.1007/s00572-007-0137-2
Kovács M. G. 2008: Magyarországi növények mikorrhizáltsági vizsgálatainak összefoglalása. Mit mondhatnak ezek az adatok? Kitaibelia 13(1): 62−73.
Landwehr M., Hildebrandt U., Tóüth T., Biró B., Bothe H. 2002: The arbuscular mycorrhizal fungus Glomus geosporum in European saline, sodic and gypsum soils. Mycorrhiza 12(4): 199−211. https://doi.org/10.1007/s00572-002-0172-y
Leyval C., Turnau K., Haselwandter K. 1997: Effect of heavy metal pollution on mycorrhizal colonization and function, physiological, ecological and applied aspects. Mycorrhiza 7(3): 139−153. https://doi.org/10.1007/s005720050174
Mathimaran N., Ruh R., Vullioud P., Frossard E., Jansa J. 2005: Glomus intraradices dominates arbuscular mycorrhizal communities in a heavy textured agricultural soil. Mycorrhiza 16(1): 61−66. https://doi.org/10.1007/s00572-005-0014-9
Miller M. A., Pfeiffer W., Schwartz T. 2010: Creating the CIPRES Science Gateway for inference of large phylogenetic trees, in: Proceedings of the Gateway Computing Environments Workshop (GCE), New Orleans, LA, pp. 1−8. https://doi.org/10.1109/GCE.2010.5676129
Oehl F., Sieverding E., Ineichen K., Mäder P., Boller T., Wiemken A. 2003: Impact of land use intensity on the species diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in agroecosystems of Central Europe. Applied and Environmental Microbiology 69(5): 2816−2824. https://doi.org/10.1128/AEM.69.5.2816-2824.2003
Oehl F., Sieverding E., Ineichen K., Mäder P., Wiemken A., Boller T. 2009: Distinct sporulation dynamics of arbuscular mycorrhizal fungal communities from different agroecosystems in long-term microcosms. Agriculture, Ecosystems and Environment 134(3-4): 257−268. https://doi.org/10.1016/j.agee.2009.07.008
Oehl F., Sieverding E., Ineichhen K., Ris E. A., Boller T., Wiemken A. 2005: Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi at different soil depths in extensively and intensively managed agroecosystems. New Phytologist 165(1): 273−283. https://doi.org/10.1111/j.1469-8137.2004.01235.x
Parniske M. 2008: Arbuscular mycorrhiza: the mother of plant root endosymbioses. Nature Reviews Microbiology 6: 763−775. https://doi.org/10.1038/nrmicro1987
Plenchette C., Clermont-Dauphin C., Meynard J. M., Fortin J. A. 2005: Managing arbuscular mycorrhizal fungi in cropping systems. Canadian Journal of Plant Science 85(1): 31−40. https://doi.org/10.4141/P03-159
Pozo M. J., Azcón-Aguilar C. 2007: Unravelling mycorrhiza-induced resistance. Current Opinion in Plant Biology 10: 393−398. https://doi.org/10.1016/j.pbi.2007.05.004
Renker C., Weisshuhn K., Kellner H., Buscot F. 2006: Rationalizing molecular analysis of field-collected roots for assessing diversity of arbuscular mycorrhizal fungi: to pool, or not to pool, that is the question. Mycorrhiza 16(8): 525−531. https://doi.org/10.1007/s00572-006-0067-4
Saito K., Suyama Y., Sato S., Sugawara K. 2004: Defoliation effects on the community structure of arbuscular mycorrhizal fungi based on 18S rDNA sequences. Mycorrhiza 14(6): 363−373. https://doi.org/10.1007/s00572-003-0286-x
Smith S. E., Read D. J. 1997: Mycorrhizal Symbiosis, 2nd ed. Academic Press, London.
Smith S. E., Read D. J. 2008: Mycorrhizal Symbiosis, 3rd ed. Academic Press, London.
Szécsi Á., Kádár I., Szántó M. 1989: Endomikorrhiza gombák izolálása kukorica alól csernozjom talajon. Agrokémia és Talajtan 38: 429−438.
Takács T, Biró B., Vörös I. 2000: Kadmium, nikkel és cink hatása az arbuszkuláris mikorrhiza gombák faji diverzitására. Agrokémia és Talajtan 49(3−4): 465−476.
Takács T, Vörös I. 1998: Colonization of arbuscular endomycorrhizal fungi on maize affected by various N rates in long-term field experiment. Agrokémia és Talajtan 47(1−4): 289−296.
Vierheilig H., Coughlan A. P., Wyss U., Piche Y. 1998: Ink and vinegar, a simple staining technique for arbuscular-mycorrhizal fungi. Applied and Environmental Microbiology 64(12): 5004−5007. https://doi.org/10.1128/AEM.64.12.5004-5007.1998
Vierheilig H., Steinkellner S., Khaosaad T., Garcia-Garrido J. M. 2008: The biocontrol effect of mycorrhization on soilborne fungal pathogens and the autoregulation of the AM symbiosis: one mechanism, two effects? Varma A.N. (3rd ed) Mycorrhiza. State of the Art, Genetics and Molecular Biology, ECO-function, Biotechnology, ECO-physiology, Structure and Systematics, Springer-Verlag Berlin and Heidel- berg GmbH & Co. K. pp. 307−320. https://doi.org/10.1007/978-3-540-78826-3_15
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2012 Sasvári Zita, Franco Magurno, Posta Katalin
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
A folyóirat Open Access (Gold). Cikkeire a Creative Commons 4.0 standard licenc alábbi típusa vonatkozik: CC-BY-NC-ND-4.0. Ennek értelmében a mű szabadon másolható, terjeszthető, bemutatható és előadható, azonban nem használható fel kereskedelmi célokra (NC), továbbá nem módosítható és nem készíthető belőle átdolgozás, származékos mű (ND). A licenc alapján a szerző vagy a jogosult által meghatározott módon fel kell tüntetni a szerző nevét és a szerzői mű címét (BY).
