Arbuskulární mykorrhiza Základní informace Ekologický význam Metody studia.

Prezentace na téma: "Arbuskulární mykorrhiza Základní informace Ekologický význam Metody studia."— Transkript prezentace:

1 Arbuskulární mykorrhiza Základní informace Ekologický význam Metody studia

2 Nejčastější typy mykorhiz

3 Jak vypadá AM?

4 Struktura AM 1 Externí hyfy (80-90% DW) Mimo kořen se tvořící spóra Auxiliary cells Endofytické struktury podle M. Brundretta

5 Struktura AM 2 http://mycorrhizas.info

6 Jak se houba a kytka skamarádí? Kořeny produkují strigolaktony Hyfy produkují lipochitooligosacharidy Indukce větvení obou partnerů Vyjednávání podobné rhizobiím i patogenům perifungální membrána interface stěna houby

7 Evoluce AM hub (kmen Glomeromycota)

8 Evoluce arbuskulární symbiózy Nejstarší typ mykorrhizy, asi umožnil osídlení souše Kompletní závislost na hostiteli Asexuální (?), mnohojaderné (i uvnitř jedné spóry genetická diversita), možná výměna jader. Selekce může působit na úrovni populací jader

9 Význam AM hub pro rostliny 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 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 Vliv na interakci s hostitelskými herbivory (i nad zemí) - též přímá interakce se svými herbivory (Collembola, Nematoda) v rhizosféře

10 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 udrží 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 přístup k organickému materiálu – přímý rozklad či jeho urychlení fragmentací organických částic

11 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

12 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, tolice) –po ukončení rozvoje indukovat sporulaci –vypreparovat spóry - viz výše –nicméně i zde problémy

13 Kvantifikace metodami molekulární biologie To jsou dnes převažující metody kvantifikace AM hub Více se o nich dozvíte v druhé části tohoto kurzu

14 Metody: izolace AM symbiontů Trap cultures => izolace a vytřídění spór => inokulace

15 Metody: navození AM symbiózy Základem kvalitních pokusů jsou izoláty (inokulum) - pozor, některé skupiny (Glomus, Acaulospora) na produkci spór moc nespoléhají a mnohé druhy odmítají nechat se pěstovat BEG: www.i-beg.eu a INVAM: invam.wvu.edu Terénní inokulum, pokud nekontrolujeme identitu houby - může ale vzniknout 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  m (opatrně!) Selektivní fungicid - jen velmi nepřesně selektivní

16 Metody: omezení AM v terénu Benomyl (komerčně: Benlate => Bavistin => Fundazol) Dnes již z té skupiny nic nepovoleno => thiophanate-methyl Potlačuje i vybrané skupiny patogenních hub Problém se zajištěním proniknutí ke kořenům Nutné opakovat každých 4 - 6 týdnů Kombinace s přísunem živin, často P

17 Významné rody: Glomus Polyfyletická skupina 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

18 Významné rody: Scutellospora Podobný rod je Gigaspora 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

19 Významné rody: Acaulospora Arbuskuly často vyplňují celou buňku (cihličky) Tvoří vesikuly (vnitrobuněčné, proto obvykle nepravidelné) Netvoří akcesorické buňky, ale spóry běžně mimo kořen Některé druhy se málo barví, obtížné pro kvantifikaci

20 Záhadná existence: fine endophyte Neznámé taxonomické postavení Špatně se izoluje, takže se o něm ví málo, mnohdy ale 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"

21 Ale různé druhy žijí pospolu... podle J.B. Mortona (INVAM) vytříděné druhy (od levého dolního rohu): Acaulospora koskei, Scutellospora heterogama, Archeospora leptoticha, Glomus sp.