Upload
edythe
View
52
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Arbuskul ární mykorrhiza. Základní informace Ekologický význam Metody studia. Nej častější typy mykorhiz. Jak vypadá AM?. Struktura AM 1. Externí hyfy (80-90 % DW). Mimo ko řen se tvořící spóra. Auxiliary cells. Endofytické struktury. podle M. Brundretta. Struktura AM 2. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Arbuskulární mykorrhiza
Základní informaceEkologický význam
Metody studia
Nejčastější typy mykorhizMykorhiza Vzhled Vlastnosti Skupina hub Hostitelé
arbuskulární hyfální klubka a arbuskuly, vesikuly
zygomycety(řád Glomales)
cévnaté rostliny (asi 60% druhů krytosemenných)
ektomykorrhiza plášť kolem kořene a Hartigova síť
basidiomycetyale i askom a zygom
naho- a krytosemenné, často dřeviny, v boreálu
erikoidní hyfální klubka, septátní hyfy
askomycety, vzácněji basidiomycety Ericales
orchideová hyfální klubka, septátní hyfy basidiomycety Orchidaceae
Jak vypadá AM?
Struktura AM 1Externí hyfy
(80-90% DW)
Mimo kořen setvořící spóra
Auxiliary cells
Endofytickéstruktury
podle M. Brundretta
Struktura AM 2
Taxonomie (fylogenetická) AM hub
kmen Glomeromycota, dvě dosti nezávislé linie
Evoluce AM hub• Nejstarší typ mykorrhizy (450 miliónů let),
pravděpodobně umožnil osídlení souše• Kompletní závislost na hostiteli• Na první pohled: omezená speciace (~200), nízká
hostitelská specificita. Druhy jsou založené na morfologii spor.
• Jenže pojem druh je sporný: asexuální, mnohojaderné (i ve fázi spór - genetická diversita), možná výměna jader. Selekce může působit na úrovni populace jader.
Význam AM symbiózy pro kytky• Příjem půdních zdrojů (zejména P, ale i Zn, Cu, N, voda) -
některé druhy si bez AM symbiózy nevystačí• Ochrana kořenů před patogeny (houby, bakterie) - též na
úrovni společenstva• Vliv na interakci s hostitelskými herbivory (i nad zemí) -
též přímá interakce se svými herbivory (Collembola, Nematoda) v rhizosféře
• Významný vliv na úspěch hostitelských druhů ve společenstvu: často ve prospěch podřazených druhů (i les)
• Common mycelial network – propojení mnoha rostlin• Vliv na morfologické a fyziologické vlastnosti hostitele:
kontrolované pokusy bez AM často měří artefakty
Ekologie symbiotického vztahu• Jednotlivé AM houby se liší v užitečnosti pro hostitele,
v rámci rostlinného společenstva se tato užitečnost liší i pro jednotlivé hostitelské druhy. Tak mohou být vyrovnávány kompetiční poměry mezi rostlinnými populacemi. Totéž platí i pro AM houby – ty se v konkurenci udržují díky efektivní symbióze s určitým hostitelským druhem.
• Hostitel dodává houbě zhruba 5-20% fixovaného C, ale nemusí to představovat zátěž: jednak se snížením limitace P může zvětšit fotosyntetická plocha, jednak může být fotosyntéza omezována spotřebou (sink-limited)
• AM symbióza může rostlině umožnit rychlejší přístupk organickému materiálu – přímý rozklad či jeho urychlení fragmentací organických částic
Metody: kvantifikace v kořenech• Barvení v prostředí laktoglycerolu
– vyprání kořenů– rozpuštění buněčného obsahu (KOH)– případné odbarvení– okyselení (HCl)– barvení v laktoglycerolu: Chlorazol Black E, trypanová nebo
anilínová modř, i další (inkoust)– ”odbarvení” v laktoglycerolu bez barviva– (polo)trvalé preparáty
• Autofluorescence (zejména arbuskuly)• Imunofluorescence („druhově-specifické barvičky“)• Vitální barvení: sukcinát-dehydrogenáza• Kvantifikace: grid-line intersect method, problémy
Metody: kvantifikace spór• Izolace spór v sacharózovém gradientu:
– odstranění kamínků; (homogenizace v mixéru)– zvlhčení a přesátí (32/38 μm síto; případně druhé 500/710 μm)– centrifugace v sacharózovém roztoku– vypláchnutí, třídění, preparáty (Melzerovo činidlo)
• Nefunguje, je-li moc organického materiálu, pak jen vyplavit• Spóry vytvořené v terénu nejsou vždy dobrou charakteristikou
reálného "společenstva" => trap cultures– terénní materiál (půda, segmenty kořenů) zředit sterilním pískem– vysít hostitelské rostliny (kukuřice, čirok, jetel, jitrocel)– po ukončení rozvoje indukovat sporulaci– vypreparovat spóry - viz výše– nicméně i zde problémy
Kvantifikace metodami molekulární biologie
• Většina studií založena na porovnání DNA sekvencíz různých částí genu kódujícího SSU pro rRNA (např. ITS)
• Nutné selektivní namnožení pomocí PCR, s použitím primerů specifických pro arbuskulární mykorrhizní houby nebo pro jednotlivé rody (čeledi)
• Místně vyladěné aplikace PCR (nested PCR) jsou zárukou úspěchu, proto je laboratoří s dobrými výsledky málo
• Zlepšuje se schopnost charakterizovat přítomné genotypy (semi)kvantitativně: rt-PCR, immunofluorescence
• Další metody: pyrosekvenace, isoenzymy
Metody: izolace AM symbiontů• Trap cultures => izolace a vytřídění spór => inokulace
Metody: navození AM symbiózy• Základem kvalitních pokusů jsou izoláty (inokulum) - pozor,
některé skupiny (Glomus, Acaulospora) na produkci spór moc nespoléhají
• Inokulum terénní, pokud nekontrolujeme identitu houby - může ale být problém s hostitelskou specificitou (optimálnost vztahu)
Metody: potlačení AM ve skleníku• Sterilní substrát (vyvařený písek)• Sterilizace půdy (gamma záření, teplo) - problém mrtvolek• Přefiltrovaný půdní extrakt, sítem 32 um (zkontrolovat!)• Selektivní fungicid - jen velmi nepřesně selektivní
Metody: omezení AM v terénu• Benomyl (komerčně: Benlate => Bavistin => Fundazol)• Potlačuje i vybrané skupiny patogenních hub• Problém se zajištěním proniknutí ke kořenům• Nutné opakovat každých 4 - 6 týdnů• Kombinace s přísunem živin, často P
Významné rody: Glomus
• Výrazné arbuskuly, postupně se zužující větvičky• Vesikuly v mezibuněčných prostorách, často citrónkovité• Nemají auxiliární buňky• Spóry se tvoří v kořenech nebo mimo ně, často ve shlucích
Významné rody: Scutellospora• Podobný rod je Gigaspora,
v Evropě možná méně častý?• Arbuskuly - jemné členění
kolem kyjovité basální hyfy• Netvoří vesikuly v kořenech,
místo nich auxiliární buňky mimo kořen
• Spóry tvoří mimo kořen, výrazně větší než Glomus
• Často velmi členité, "špagetovitě" nahloučené hyfy
• Dobře se barví
Významné rody: Acaulospora• Arbuskuly často vyplňují celou
buňku (cihličky)• Často tvoří vesikuly
(vnitrobuněčné, proto obvykle nepravidelný tvar)
• Netvoří akcesorické buňky, ale spóry obvykle mimo kořen
• Některé druhy se málo barví, obtížné pro kvantifikaci
Významné houby: fine endophyte• Neznámé taxonomické postavení• Špatně se izoluje, takže se
o něm ví málo, ale je mnohdy velmi častý
• Tenké hyfy (1 μm), malé spóry• Obvykle v povrchovějších vrstvách• Někdy dělá arbuskuly podobné
rodu Glomus, jindy deštníčky• Nemá vesikuly (?), ale má ”laloky"
Ale různé druhy žijí pospolu...
podle J.B. Mortona (INVAM)vytříděné druhy (od levého dolního rohu):Acaulospora koskei, Scutellospora heterogama,Archeospora leptoticha, Glomus sp.