biotechnologia


 
 

Mikoryza

Autor: Anna Kurcek
roslina Jako organizmy samożywne, rośliny produkują związki organiczne z prostych składników mineralnych. Ich egzystencja uzależniona jest zatem od jakości i żyzności gleby na której rosną. Jednym ze sposobów na przetrwanie w trudnych warunkach środowiskowych, jest nawiązanie współpracy z mikroorganizmami glebowymi, które kolonizują strefę przykorzeniową roślin i w zamian za produkty fotosyntezy pomagają im w pozyskiwaniu substancji odżywczych zawartych w podłożu. Przykładem tego typu zjawiska jest mikoryza, czyli tzw. grzybo-korzeń.


Podział obowiązków

Współpraca możliwa jest dzięki specjalizacji oraz sprawiedliwemu podziałowi obowiązków między organizmami. Grzyb mikoryzowy pobiera i udostępnia roślinie zawarte w glebie składniki pokarmowe, a w zamian otrzymuje od swojego towarzysza, wytworzony w procesie fotosyntezy, węgiel (nawet do 30%). Duża część tych zasobów zużywana jest przez grzyba podczas pobierania związków mineralnych z podłoża, nie zaś jako materiał budulcowy dla własnych komórek. Jest to cena, jaką płaci on za możliwość korzystania z produkowanych przez roślinę związków organicznych. Również roślina musi pracować intensywniej, aby zrekompensować braki w energii zużywanej przez swojego partnera.
Choć utrzymanie takiego stanu rzeczy może wydawać się kosztowne, to jednak jest istotne dla obu organizmów, gdyż umożliwia im kolonizację niedostępnych dotychczas obszarów.


Jak to działa?

Komórki grzyba nie tworzą tkanek lecz przybierają formę delikatnych, nitkowatych struktur zwanych strzępkami. Penetrują one oddalone i niedostępne dla korzenia obszary gleby, a uzyskane w ten sposób składniki pokarmowe przekazują roślinie, która następnie wykorzystuje je do budowy niezbędnych cząsteczek: enzymów, pigmentów i in.
Zapewniając prawidłowy wzrost i rozwój swojego partnera w panujących warunkach, grzyby podnoszą tym samym efektywność procesu fotosyntezy, z którego produktów czerpią później korzyści. Nadmierne ilości związków mineralnych magazynowane są w strzępkach, co chroni roślinę przed ich zbyt wysokim i toksycznym stężeniem. Właściwe odżywienie dodatkowo podnosi jej odporność na stresy środowiskowe, takie jak susza, czy zbyt wysokie zasolenie. Plecha stanowi zatem pomost między rośliną a środowiskiem glebowym w którym ona żyje. Dotyczy to również stosunków z pozostałymi mikroorganizmami zasiedlającymi okolice korzenia. Otaczająca roślinę grzybnia tworzy barierę zabezpieczającą przed żyjącymi w glebie patogenami, a utworzona w komórkach dodatkowa warstwa ligniny podnosi jej odporność na efekty ewentualnego zakażenia. Zabezpieczenia te nie ograniczają jednak roślinie dostępu do przyjaznych mikroorganizmów. Może ona zatem czerpać korzyści z dodatkowej współpracy, m.in. z bakteriami wiążącymi azot. Udowodniono, że obecność grzybów mikoryzowych wpływa na intensyfikację brodawkowania roślin motylkowych.


Czynniki wpływające na mikoryzę

Mikroflora glebowa oraz panujące warunki klimatyczne mają duży wpływ na rozwój mikoryzy. Proces penetracji gleby przez strzępki jest bardzo wrażliwy na zmiany temperatury. Czynnikiem limitującym jest jednak dostępność związków mineralnych oraz światła, niezbędnego do procesu fotosyntezy. W przypadku znikomej zawartości składników pokarmowych w otoczeniu, grzyb zatrzymuje je dla siebie i żyje kosztem rośliny. Również rośliny mogą wykorzystywać partnera pozyskując od niego zarówno niezbędne sole mineralne, jak i węgiel. Dzieje się tak głównie w najbardziej zacienionych obszarach leśnych. W procesie powstawania symbiozy bardzo ważną rolę odgrywa także budowa korzenia, jego wielkość, gęstość i zdolność do wzrostu na duże odległości. Dlatego mikoryzy tworzące się między poszczególnymi gatunkami roślin i grzybów różnią się miedzy sobą zarówno pod względem specjalizacji, skuteczności, jak i budowy. Jedna roślina może zostać zainfekowana przez liczne gatunki grzyba. Jeden grzyb natomiast może infekować kilka roślin, łącząc je tym samym w sieci wzajemnych zależności.


Rodzaje mikoryz

Wyróżnia się następujące podstawowe typy mikoryzy:
Mikoryza zewnętrzna (Ektomikoryza)
Charakterystyczna dla gatunków grzyba Basidiomycota, Ascomycota, wchodzących w interakcje głównie z drzewami i krzewami klimatu umiarkowanego.
Strzępki oplatają komórki położone w zewnętrznych warstwach korzenia rośliny, na którego powierzchni grzyb tworzy zbitą pochewkę zwaną mufką. Występuje na korzeniach drobnych, niezdolnych do wzrostu na dużą odległość. Infekcji towarzyszy zahamowanie wzrostu, nabrzmienie i skrócenie podziemnych części rośliny. Nie tworzą się również włośniki, gdyż ich funkcje przejmują rozprzestrzeniające się w glebie strzępki grzyba.
Mikoryza endotroficzna (Endomikoryza)
Typowa dla grzybów z gatunku Glameromycota. Jest to mikoryza najbardziej rozpowszechniona, która obejmuje 80% wszystkich roślin naziemnych z tego typu symbiozą. Choć niekiedy obserwuje się stwardnienie oraz zmianę barwy korzenia, roślina na ogół nie wykazuje wyraźnych zmian w swoim wyglądzie. Do jej rozpoznania potrzebne jest wykonanie badań z użyciem mikroskopu. Grzyb nie otacza korzenia pochewką, natomiast przedostaje się do jego wnętrza, gdzie tworzy charakterystyczne struktury kłębków (wezikul) lub drzewiastych rozgałęzień (arbuskul). Strzępki wnikają do wnętrza komórek rośliny, gdzie następnie są trawione.
Mikoryza ektoendotroficzna, czyli forma przejściowa. Wewnątrz korzenia otoczonego pochewką grzyb rozwija się w sposób typowy dla endomikoryzy.



 ektomikoryza i endomikoryza

Rys. 1. Endomikoryza i ektomikoryza



Dlaczego mikoryza jest taka ważna?

Oprócz oczywistych korzyści, takich jak poprawa plonowania i odporności roślin, mikoryza przyczynia się do wzrostu ich konkurencyjności przy zasiedlaniu terenów uprawnych.
Występujące na obszarach rolniczych chwasty nie wchodzą w symbiozę z grzybami, przez co ich ilość limitowana jest w sposób naturalny, bez konieczności stosowania herbicydów. Połączone z grzybem rośliny są również odporniejsze na stres towarzyszący przesadzaniu oraz niedobór wody, dzięki czemu odgrywa ważną rolę przy zalesianiu zdewastowanych terenów.
Rozrastająca się sieć strzępek penetrujących duże obszary gleby, wpływa korzystnie na jej strukturę. Dodatkowo, grzyby mikoryzowe wydzielają w swoim sąsiedztwie hydrofobową substancję zwaną glomaliną, która ułatwia przepływ wody i przenikanie powietrza pomiędzy cząsteczkami gleby, wzmagając tym samym jej stabilność. Właściwości te można wykorzystać przy stabilizacja wydm piaszczystych oraz materiału pokopalnianego.



mikoryza wpływ

Rys. 2. Wpływ mikoryzy na rośliny



Podtrzymanie przyjaźni

Mikoryza jest zjawiskiem naturalnym i bardzo powszechnym w przyrodzie, jednak warunki stworzone przez człowieka podczas uprawy roślin nie sprzyjają jej rozwojowi. Syntetyczne i sterylizowane podłoża, a także chemiczne środki ochrony roślin i nawozy hamują proces zasiedlania gleby przez grzyby, a intensywna orka rozrywa znajdujące się w glebie strzępki.
Coraz częściej stosuje się zabiegi ułatwiające roślinom odnalezienie właściwego partnera grzybowego. W tym celu wykorzystuje się specjalne preparaty mikoryzowe. Dostępne są one w sklepach w postaci sypkich szczepionek zarodnikowych, pałeczek oraz podłoży zmieszanych z grzybnią. Kupić można również żywą grzybnią mikoryzową, zawierającą strzępki odpowiednich gatunków grzybów, gotowe do natychmiastowego zasiedlenia korzeni. Ich skład dostosowany jest do potrzeb konkretnych upraw, np. storczyków, drzew, czy traw. Raz zaaplikowany preparat wspomaga roślinę przez całe życie. Warto zatem zadbać o rozwój grzybów mikoryzowych w glebie, zwłaszcza, że jest to metoda pielęgnacji całkowicie naturalna i przyjazna dla środowiska.


Literatura:
„Mikrobiologia i biochemia gleb” Eldor Alvin Paul Francis Eugene Clark, Lublin 2000, wydanie drugie;
„Mycorhiza. Genetics and Molecular Biology, Eco-Function, Biotechnology, Eco-Physiology, Structure and Systematics” Ajit Varma, Springer, Berlin 2008, Third Edition,
„Mikoryza roślin użytkowych” Jadwiga Czajkowska – Strzemska, Warszawa 1988;
„Myco-heterotrophy: when fungi host plants” Vincent Merckx, Martin J. Bidartondo, Nicole A. Hynson, Annals of Botany 2009, 104(7); 1255-1261;
http://www.kali-gmbh.com/plpl/index.html
http://mikoryza.pl
http://www.symbiom.cz/?p=femfip&site=en

Komentarze

Widok Uszereguj
Tylko zarejestrowani mogą dodawać komentarze. Zarejestruj się/Zaloguj

Podręcznik biotechnologii

Kto jest online

80 gości oraz 0 użytkowników online.

Jesteś niezarejestrowanym lub niezalogowanym użytkownikiem.


 
 
 
Partnerzy:

laboratoria.net Nauka w Polsce Academio Fundacja NanoNet BioCen - BioCentrum Edukacji Naukowej Notatek.pl cebioforum.com materialyinzynierskie.pl Wspieram.to - POLSKI KICKSTARTER - Polska platforma finansowania społecznoœciowego.Tu zrealizujš się Twoje pomysły. VitaInSilica Portal popularnonaukowy

Portal: Redakcja . Współpraca . Kontakt . Polecamy



Wszystkie prawa zastrzeżone 2006-2016 e-biotechnologia.pl
stat4u