Определение микоризы
Микориза буквально переводится как «грибной корень». Микориза определяет (как правило) взаимовыгодные отношения между корнем растение и грибок, который колонизирует корень растения. У многих растений микориза грибы которые растут внутри корней растения или на поверхности корней. Растение и гриб имеют взаимовыгодные отношения, где гриб способствует поглощению воды и питательных веществ растением, а растение обеспечивает пищу и питательные вещества, созданные фотосинтез к грибку. Этот обмен является важным фактором в питательных циклах и экология, эволюция и физиология растений.
В некоторых случаях отношения не являются взаимовыгодными. Иногда грибок слегка вреден для растения, а в другое время растение питается от гриба.
Не все растения будут иметь микоризные ассоциации. В условиях, когда в почве много воды и питательных веществ, растения не нуждаются в помощи микоризные грибы и микоризные грибы не могут прорастать и расти в таких условиях.
Типы микоризы
Существует два основных типа микоризы: эктомикориза и эндомикориза. Они классифицируются по месту нахождения грибов на растениях.
Ectomycorrhiza
Эктомикориза, как правило, образует взаимные симбиотические отношения с древесными растениями, в том числе с березой, буком, ивой, сосной, дубом, елью и пихтой. Эктомикоризные взаимоотношения характеризуются межклеточной поверхностью, известной как сеть Хартига. Сеть Хартига состоит из сильно разветвленных гифы соединяя клетки корня эпидермиса и коры. Кроме того, эктомикоризу можно определить по образованию плотной гифальной оболочки, окружающей поверхность корня. Это известно как мантия. Другими словами, эктомикоризы живут только снаружи корня. В целом только 5-10% наземных растений вид есть эктомикориза.
Endomycorrhiza
С другой стороны, эндомикоризы обнаружены в более чем 80% существующих видов растений, включая сельскохозяйственные культуры и тепличные растения, такие как большинство овощей, трав, цветов и фруктовых деревьев. Эндомикоризные взаимоотношения характеризуются проникновением грибковых клеток коры и образованием грибов арбускул и везикул. Другими словами, эндомикориза имеет механизм обмена внутри корня, причем гифы грибов простираются за пределы корня. Это более инвазивные отношения по сравнению с эктомикоризой.
Эндомикоризы также подразделяются на специфические типы: Arbuscular Mycorrhizae, Ericaceous Mycorrhizae, Arbutoid Mycorrhizae и Orchidaceous Mycorrhizae.
Примеры микоризы
Орхидея микориза
Как упоминалось выше, некоторые орхидеи не могут фотосинтезировать до стадии рассады. Другие орхидеи полностью не фотосинтезируют. Все орхидеи, однако, зависят от сахара, предоставленного их грибным партнером, по крайней мере, для части их жизни. Семена орхидеи требуют грибкового вторжения, чтобы прорасти, потому что, независимо, рассада не может приобрести достаточно питательных веществ, чтобы расти. В этих отношениях орхидея паразитирует на грибе, который проникает в его корни. Как только оболочка семени разрывается и корни начинают появляться, гифы орхидейной микоризы проникают в клетки корня и создают спиральные спирали или пелотоны, которые являются участками обмена питательными веществами.
Арбускулярная микориза
Арбускулярные микоризы являются наиболее распространенными из видов микрориз и хорошо известны своим особенно высоким сродством к фосфору и способностью поглощать питательные вещества. Они образуют арбускулы, которые являются местами обмена для таких питательных веществ, как фосфор, углерод и вода. Грибы, вовлеченные в эту микоризную ассоциацию, являются членами семейства зигомикот и являются облигатными симбионтами. Другими словами, грибы не могут расти в отсутствие растения-хозяина.
Эрикосовая микориза
Эрикозные микоризы обычно встречаются на растениях отряда Ericales и в неблагоприятных, кислых средах. В то время как они проникают и инвагинируют клетки корня, микориза эрикоида не создает арбускулы. Они, однако, помогают регулировать приобретение завода полезных ископаемых, включая железо, марганец и алюминий. Кроме того, микоризные грибы образуют гифальные витки вне клеток корня, значительно увеличивая объем корня.
Арбутоидная микориза
Арбутоидная микориза – это тип эндомикоризных грибов, которые похожи на эктомикоризные грибы. Они образуют грибную оболочку, которая охватывает корни растения; однако гифы арбутоидной микоризы проникают в корковые клетки корней растений, дифференцируя их от эктомикоризных грибов.
Эктотрофическая микориза
Грибы, вовлеченные в эту микоризную ассоциацию, принадлежат к семействам Ascomyota и Basidiomyota. Они встречаются на многих деревьях в более прохладных условиях. В отличие от членов семьи, гниющих в древесине, эти грибы не приспособлены для разложения целлюлозы и других растительных материалов; вместо этого они получают свои питательные вещества и сахара из корней своего живого растения-хозяина.
Преимущества растений от микоризы
Ассоциации микоризы особенно полезны в областях, где почва не содержит достаточного количества азота и фосфора, а также в областях, где вода не является легко доступной. Поскольку микориальные мицерии намного тоньше и меньше в диаметре, чем корни и корневые волоски, они значительно увеличивают площадь поверхности для поглощения воды, фосфора, аминокислоты и азот – почти как второй набор корней! Поскольку эти питательные вещества необходимы для роста растений, растения с микоризными ассоциациями имеют преимущество перед своими аналогами, не связанными с микоризой, которые зависят только от корней при поглощении материалов. Без микоризы растения могут быть вне конкуренции, что может привести к изменению растительного состава района.
Кроме того, исследования показали, что растения с микоризными ассоциациями более устойчивы к некоторым болезням, передающимся через почву. На самом деле, микоризные грибы могут быть эффективным методом борьбы с болезнями. В случае обшивки микоризы они создают физический барьер между патогенами и корнями растений. Микориза также утолщает корни клетка стены через лигнификации и производство других углеводов; конкурировать с патогенными микроорганизмами за усвоение необходимых питательных веществ; стимулировать выработку растениями метаболитов, что повышает устойчивость к болезням; стимулировать флавонолические настенные инфузии, которые предотвращают поражение образование и проникновение патогенных микроорганизмов; и повысить концентрацию ортодигидроксифенола и других аллохимических веществ в корнях растений для сдерживания патогенной активности. Помимо устойчивости к болезням, микоризные грибы также могут придавать устойчивости растения-хозяина токсичность и устойчивость к насекомым, что в конечном итоге улучшает физическую форму и жизнеспособность растений.
В более сложных отношениях микоризные грибы могут соединять отдельные растения в микоризной сети. Эта сеть функционирует для транспортировки таких материалов, как вода, углерод и другие питательные вещества от растения к растению, и даже обеспечивает некоторый тип защитной связи через химикаты, обозначающий нападение на человека в сети. Растения могут использовать эти сигналы не только для того, чтобы начать производство естественных репеллентов от насекомых, но и для того, чтобы начать производить аттрактант для привлечения естественных хищников вредителей растения!
В некоторых случаях микоризные грибы позволяют растениям обходить потребность в почве, например деревьям в дистрофических лесах. Здесь фосфаты и другие питательные вещества взяты непосредственно из лист мусор через микоризные гифы.
Микоризные грибы также способны взаимодействовать и изменять окружающую среду в пользу растений-хозяев, а именно, улучшая структуру и качество почвы. Филаменты микоризных грибов создают гуминовые соединения, полисахариды и гликопротеины, которые связывают почву, увеличивают пористость почвы и способствуют аэрации и движению воды в почву. В средах с сильно уплотненными или песчаными почвами улучшенная структура почвы может быть более важной для выживания растений, чем поглощение питательных веществ.
Некоторые эктомикоризные ассоциации создают структуры, в которых происходит фиксация азота бактерии что в значительной степени способствовало бы количеству азота, поглощаемого растениями в бедных питательными веществами средах, и сыграло бы большую роль в азотный цикл, Однако микоризные грибы сами по себе не фиксируют азот.
Преимущества грибов от растений
Когда растение обеспечено достаточным количеством воды и питательных веществ, оно способно к фотосинтезу и выработке глюкозы и сахароза – некоторые из которых сделаны непосредственно доступными для микоризных грибов. Грибы также снабжаются фотосинтетически фиксированным углеродом от хозяина, который служит триггером для поглощения и транспорта азота грибами. Все это необходимо для роста и размножения грибков.
викторина
1. Микоризные взаимоотношения улучшают защиту растений от вредителей и патогенов с помощью следующих механизмов, КРОМЕ:A. Физическое взаимодействие с корнем, который он защищает.B. Стимуляция производства патогенных / насекомых отталкивающих метаболитов.C. Стимуляция продукции антител против патогенного микроорганизма / вредителя.D. Принимая необходимые питательные вещества от патогенов / вредителей.
Ответ на вопрос № 1
D верно. Присутствие микоризных грибов на корнях растений обеспечивает механический барьер, препятствующий проникновению патогенных микроорганизмов и вредителей. Микоризные грибы также стимулируют метаболизм насекомых / патогенов в растении-хозяине. Микориза также может конкурировать с патогенными микроорганизмами / насекомыми за необходимые питательные вещества, снижая энергию, рост и распространение патогенных микроорганизмов / насекомых. Растения не имеют иммунной системы и поэтому не могут стимулироваться к выработке антител.
2. Какую пользу приносит растение от микоризной ассоциации?A. Повышенная эффективность фотосинтеза.B. Расширение доступа к почвенным питательным веществам и воде.C. Устойчивость к вредным действиям животных.D. XXXX
Ответ на вопрос № 2
В верно. Активность фотосинтеза может увеличиваться, но не эффективность. Может быть придана устойчивость к засухе, токсичности, насекомым и патогенам, но не устойчивость к вредным действиям животных.
3. Что не относится к категории микоризы?A. ExomycorrhizaB. EndomycorrihizaC. EctomycorrhizaD. Эрикоид микориза
Ответ на вопрос № 3
верно. Эндомикориза и эктомикориза являются двумя основными категориями микоризы. Эрикоидная микориза является подтипом эндомикоризы. В то время как «экзо» означает «внешний»; извне «экзомикориза» – это не термин, используемый для обозначения микоризы, которая не проникает в корневые клетки. Используемый термин – Ectomycorrhiza.
Ссылки
- Ectomycorrhiza. (2017, 14 мая). Получено 16 мая 2017 г. с сайта https://en.wikipedia.org/wiki/Ectomycorrhiza
- Что такое микориза? – GrowersGold. (2011 г., 3 марта). Получено 16 мая 2017 г., http://www.growersgold.net/what-is-mycorrhizae
- Zeng, R. (2006). Устойчивость к болезням в растениях, вызванных аллохимическими веществами, индуцированными грибами микоризы. Аллелохимия: биологический контроль патогенов и болезней растений Управление болезнями фруктов и овощей, 181-192. DOI: 10.1007 / 1-4020-4447-x_10