Оглавление
- 1 Арбускулярная микориза
- 1.1 Арбускулярная микориза
- 1.2 Эволюция микоризного симбиоза
- 1.3 Палеобиология и молекулярные доказательства
- 1.4 Симбиоз грибов и цианобактерий
- 1.5 Эволюция циркадных часов у АМ-грибов
- 1.6 Физиология пресимбиоза
- 1.7 Взаимодействие грибов и растений
- 1.8 Симбиоз и арбускулы
- 1.9 Усвоение и обмен питательных веществ
- 1.10 Мейоз и рекомбинация
- 1.11 Механизм колонизации
- 1.12 Экология и биогеография
- 1.13 Распространение и биогеография арбускулярных микоризных грибов
- 1.14 Специфичность и колонизация
- 1.15 Реакция на растительные сообщества
- 1.16 Влияние на растения и сообщества
- 1.17 Заражение грибами и растениями
- 1.18 Взаимодействие с другими симбионтами
- 1.19 Реакция на перепады температур
- 1.20 Экология ризосферы
- 1.21 Глобальное изменение климата
- 1.22 Растения без арбускулярной микоризы
- 1.23 Молекулярно-генетический анализ
- 1.24 Проблемы традиционных методов
- 1.25 Проблемы анализа АМ-грибов
- 1.26 Методы ДНК/РНК
- 1.27 Микрочипы
- 1.28 PLFA/NLFA
- 1.29 Будущие направления исследований
- 1.30 Фиторемедиация
- 1.31 Сельское хозяйство
- 1.32 Зависимость культур от АМ-грибов
- 1.33 Влияние обработки почвы
- 1.34 Влияние фосфорных удобрений
- 1.35 Многолетние системы возделывания культур
- 1.36 Качество почвы
- 1.37 Полный текст статьи:
- 2 Арбускулярная микориза
Арбускулярная микориза
-
Арбускулярная микориза
- Тип микоризы, при котором грибы проникают в корни растений, образуя арбускулы
- Образуется грибами из подсемейства Glomeromycotina
- Помогает растениям усваивать питательные вещества
-
Эволюция микоризного симбиоза
- Возникла по меньшей мере 460 миллионов лет назад
- Присутствовала у ранних предков наземных растений
- Способствовала развитию наземных растений
-
Палеобиология и молекулярные доказательства
- В Рини-Черте обнаружены окаменелости с микоризными грибами
- Микоризы миоценовой эпохи имеют пузырчатую морфологию
- Гены микоризы присутствовали у общего предка наземных растений
-
Симбиоз грибов и цианобактерий
- АМ-грибы обладают ферментом бактериального типа
- Возможно, связаны с симбиозом с предками цианобактерий
-
Эволюция циркадных часов у АМ-грибов
- АМ-грибы имеют законсервированные циркадные часы
- Ген frq у AMF старше, чем считалось ранее
-
Физиология пресимбиоза
- Прорастание спор не зависит от растения
- Рост гиф контролируется выделениями растений и концентрацией фосфора
- Распознавание хозяина происходит через хемотаксис к корневым выделениям
-
Взаимодействие грибов и растений
- Грибы проникают через мембрану корня растения-хозяина, но не при обработке другими растениями.
- Корневые выделения растений запускают гены грибов, необходимые для дыхания.
- Частота дыхания грибов увеличивается после контакта с корневыми выделениями.
-
Симбиоз и арбускулы
- Грибы образуют аппрессории на корнях растений, проникая в кору паренхимы.
- Внутри паренхимы грибы образуют арбускулы для обмена питательными веществами.
- Арбускулы могут быть парижского или арумского типа, в зависимости от семейства растений.
-
Усвоение и обмен питательных веществ
- Грибы поглощают продукты фотосинтеза растений и синтезируют липиды.
- Углерод и фосфор передаются между растениями и грибами.
- Микориза увеличивает усвоение фосфора растениями.
-
Мейоз и рекомбинация
- АМ-грибы могут быть способны к мейозу и рекомбинации.
- У Rhizophagus irregularis происходит генетический обмен между гаплоидными геномами.
-
Механизм колонизации
- АМ-грибы выделяют фактор диффузии myc-фактор, активирующий ген MtENOD11 у растений.
- Распознавание myc-фактора запускает общий симбиотический сигнальный путь (CSSP).
-
Экология и биогеография
- АМ-грибы чаще встречаются на минеральных почвах и в растительных сообществах с высоким разнообразием.
- Частота колонизации микоризой ниже на засушливых или богатых почвах.
-
Распространение и биогеография арбускулярных микоризных грибов
- Встречаются у 80% видов растений, исследованы на всех континентах, кроме Антарктиды
- Ограничения распространения, факторы окружающей среды, состав почвы и рН влияют на биогеографию
-
Специфичность и колонизация
- Грибы AM не являются специалистами по видам-хозяевам, но некоторые таксоны могут быть специалистами
- Экология мукоромикотиновых грибов малоизвестна
-
Реакция на растительные сообщества
- Специфичность и диапазон хозяев трудно анализировать в полевых условиях
- Растения могут быть факультативными или облигатными микотрофами
- Облигатные микоризные растения занимают более теплые и сухие местообитания
-
Влияние на растения и сообщества
- Растения выделяют до 30% фотосинтетического углерода АМ-грибам
- АМ-грибы получают до 80% растительного фосфора и азота
- Разнообразие грибковых сообществ AM связано с разнообразием растений и продуктивностью
-
Заражение грибами и растениями
- Инвазии видов растений могут изменять грибковое сообщество и биомассу АМ
- Некоторые виды микотрофных растений могут увеличивать разнообразие АМ-грибов
-
Взаимодействие с другими симбионтами
- АМ-грибы могут взаимодействовать синергически или антагонистически с другими симбионтами
- Взаимодействия зависят от контекста и могут быть как положительными, так и отрицательными
-
Реакция на перепады температур
- АМ-грибы различаются по устойчивости к замораживанию и сушке
- АМ-грибы становятся менее распространенными при высоких концентрациях питательных веществ и влаги
-
Экология ризосферы
- АМ-грибы влияют на сообщество и разнообразие других организмов в почве
- Доминирующие АМ-грибы могут предотвращать инвазию немикоризных растений
- АМ-грибы увеличивают видовое разнообразие растений и способствуют азотфиксации
-
Глобальное изменение климата
- Глобальное изменение климата влияет на сообщества АМ-грибов и их взаимодействие с растениями
- АМ-грибы увеличивают биомассу растений в условиях засухи и уменьшают биомассу при моделировании осаждения азота
-
Растения без арбускулярной микоризы
- Представители семейства горчичных не размножаются на корнях АМ-грибами
-
Молекулярно-генетический анализ
- Достижения в молекулярной генетике позволяют изучать генетическую структуру и разнообразие АМ-грибов
- Генетический анализ позволяет проводить анализ микробных сообществ в более точных масштабах
-
Проблемы традиционных методов
- Традиционные методы идентификации АМ-грибов сложны и могут искажать состав грибковых сообществ
- Невозможно определить активные популяции АМ-грибов, важные для симбиотических взаимодействий
-
Проблемы анализа АМ-грибов
- Идентификация грибковых симбионтов требует молекулярных методов.
- Генетический анализ сообществ АМ-грибов продвинулся, но методология не полностью усовершенствована.
-
Методы ДНК/РНК
- Генетические анализы АМ-грибов используют ядерные маркеры для описания грибов.
- Ген SSU рРНК, ITS и LSU рРНК наиболее часто используются.
- qPCR и qRT-ПЦР позволяют количественно определять ДНК АМ-грибов.
-
Микрочипы
- Анализ ДНК на микрочипах измеряет экспрессию многих генов.
- FGA (functional gene array) используется для функционального анализа микробных генов.
-
PLFA/NLFA
- Липиды и жирные кислоты используются для определения биомассы и питательного статуса АМ-грибов.
- NLFA коррелирует с количеством спор, а PLFA с активным мицелием.
-
Будущие направления исследований
- Использование стабильных изотопных зондов для определения метаболической функции.
- Секвенирование одиночных ядер спор АМ-грибов для избежания методов культивирования.
-
Фиторемедиация
- Заражение почвы грибами AM улучшает физические и биологические свойства почвы.
- Местные штаммы АМ-грибов усиливают извлечение тяжелых металлов и делают почву здоровой.
-
Сельское хозяйство
- Современные агрономические методы разрушают микоризный симбиоз.
- Симбиоз AM увеличивает усвоение фосфора и микроэлементов, что важно для органического земледелия.
-
Зависимость культур от АМ-грибов
- Лен и другие культуры с низкой хемотаксической способностью зависят от АМ-грибов для усвоения фосфора.
- Правильное использование АМ-грибов улучшает качество почвы и продуктивность земель.
-
Влияние обработки почвы
- Обработка почвы разрушает гифальную сеть, снижая поглощающую способность микоризы.
- Уменьшенная обработка почвы может не требовать внесения фосфорных удобрений.
-
Влияние фосфорных удобрений
- Интенсивное использование фосфорных удобрений препятствует заселению и росту микоризы.
- Высокий уровень фосфора в почве может привести к дефициту других микроэлементов.
-
Многолетние системы возделывания культур
- Покровные культуры улучшают потенциал прививки микоризы и гифальной сети.
- Покровные культуры продлевают время роста растений, стимулируя рост гиф.
-
Качество почвы
- Восстановление местных АМ-грибов повышает успех проектов по восстановлению почвы.
- АМ-грибы улучшают агрегативную стабильность почвы, образуя внерадикальные гифы и почвенный белок гломалин.
- Гломалин улучшает водостойкость почвенных агрегатов и уменьшает эрозию почвы.