ABSTRACT
Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) son biotrofos obligados que viven en asociación simbiótica con las raíces de las plantas. Se encuentran entre los microorganismos del suelo más extendidos que proporcionan a la planta huésped nutrientes y protección contra patógenos. Las prácticas agrícolas modernas, como la labranza frecuente, el alto empleo de fertilización inorgánica pesticidas junto con condiciones climáticas cambiantes debido al calentamiento global, tienen enormes impactos en la colonización de los HMA, la interacción con las plantas y la productividad de los cultivos. Los HMA afectan positivamente la tolerancia de las plantas al estrés biótico y abiótico, a los ecosistemas severos y sus patógenos al alterar la estructura de las raíces, la exudación, la microflora de la rizosfera, la producción de antifúngicos y antibacterianos, y al competir con los patógenos por la absorción de nutrientes. Por lo tanto, juegan un papel importante en el crecimiento, la productividad y la calidad de las plantas. Además, el efecto de un fungicida varía según su modo de acción y las especies de HMA asociadas, lo que sugiere que estos hongos tienen un gran potencial como herramienta para la agricultura sostenible ecológica en el actual escenario de calentamiento global.
Arbuscular Mycorrhizal Fungi (AMF) are obligate biotrophs living in symbiotic association with roots of plants. They are among the most widespread soil microorganisms that provide the host plant with nutrients and pathogen protection. Modern farming practices like frequent tillage, high input inorganic fertilization and pesticide along changing climatic conditions due to global warming, have huge impacts on AMF colonization, interaction with plants and on crop productivity. AMF positively affect the plant tolerance to biotic and abiotic stresses, harsh ecosystems and plant pathogens by altering root structure, exudation, rhizosphere microflora, production of antifungals, antibacterials, and competing with pathogens for nutrient uptake. Thus, it plays a significant role in plant growth, productivity and quality. Further, the effect of a fungicide is varied depending on its mode of action and the associated AMF species, suggesting that these fungi have a strong potential as a tool for eco-friendly sustainable farming in the present scenario of global warming.
Subject(s)
Global Warming , Agriculture , FungiABSTRACT
ABSTRACT This research evaluated the changes on populations of culturable N-fixing free bacteria (NFFB) and P-solubilizing bacteria (PSB), as well as on the root nodulation by native rhizobia, the root colonization and spore number of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), in the rhizosphere of Clitoria ternatea and Brachiaria brizantha grown in mesocosms contaminated with crude oil (0, 3000, 6000, 9000, and 12000 mg kg-1), for 240 days. After 24 h of soil contamination, the highest populations of NFFB and PSB (5.5 and 4.9 LogUFC, respectively) were found in control, and the lowest populations were obtained at 12000 mg kg-1 (5.1 and 4.2 LogUFC, respectively). In contrast, at 60 and 240 days, the control showed lower populations of NFFB and PSB (5.4 and 4.8 LogUFC, respectively) than contaminated treatments. The highest number of root nodules in C. ternatea was quantified in control at 60 and 240 days (25 and 27 nodules, respectively) in comparison to those observed at the treatment with 12000 mg kg-1 (7 and 1 nodule, respectively). At 60 days, AMF colonization in both plant species, and the number of spores significantly decreased as the crude oil concentration increased; however, at 240 days, the highest number of AMF spores was recorded at treatments with 6000 and 12000 mg kg-1. The dry weight of both plant species significantly decreased as crude oil concentrations increased. Although C. ternatea was more susceptible to the toxic effects of crude oil, this plant species showed greater content of total chlorophyll than B. brizantha.
RESUMEN Esta investigación evaluó los cambios en la población cultivable de bacterias de vida libre fijadoras de nitrógeno (BVLFN) y de bacterias solubilizadoras de fósforo (BSP), así como en la nodulación de raíces por rizobios nativos, y en la colonización y número de esporas de hongos micorrízicos arbusculares (HMA) en la rizósfera de Clitoria ternatea y Brachiaria brizantha cultivadas en mesocosmos contaminados con petróleo crudo (0, 3000, 6000, 9000 y 12000 mg kg-1), durante 240 días. A las 24 h de la contaminación del suelo, las poblaciones más altas de BVLFN y BSP (5,5 y 4,9 LogUFC, respectivamente) se encontraron en el control, mientras que las poblaciones más bajas se obtuvieron a 12000 mg kg-1 (5,1 y 4,2 LogUFC, respectivamente). En contraste, a los 60 y 240 días, el control mostró bajas poblaciones de BVLFN y BSP (5,4 y 4,8 LogUFC, respectivamente) que los tratamientos contaminados. El mayor número de nódulos en raíz de C. ternatea se cuantificó en el control a los 60 y 240 días (25 y 27 nódulos, respectivamente) en comparación con el tratamiento con 12000 mg kg-1 (7 y 1 nódulos, respectivamente). A los 60 días, la colonización de HMA en ambas especies vegetales y el número de esporas disminuyeron significativamente al aumentar la concentración de petróleo crudo; sin embargo, a los 240 días, se registró el mayor número de esporas de HMA en los tratamientos con 6000 y 12000 mg kg-1. El peso seco vegetal disminuyó significativamente al aumentar las concentraciones de petróleo crudo. Clitoria ternatea fue más susceptible a la toxicidad del petróleo, aunque esta especie vegetal mostró mayor contenido de clorofila total que B. brizantha.
ABSTRACT
Abstract Increasing urbanisation is widely associated with decline in biodiversity of all forms. The aim of the present study was to answer two questions: (i) Does rapid urbanization in Delhi (India) affect biodiversity of arbuscular mycorrhizal (AM) fungi? (ii) If so, how? We measured the AM fungal diversity at nine sites located in Delhi forests, which had different types of urban usage in terms of heavy vehicular traffic pollution, littering, defecation and recreational activities. The study revealed a significant decrease in AM fungal diversity (alpha diversity) and abundance measured as spore density, biovolume, mean infection percentage (MIP) in roots, soil hyphal length and easily extractable glomalin related soluble proteins (EE-GRSP) at polluted sites. Non-metric multidimensional scaling (NMDS) and nested PERMANOVA, revealed significant differences in AM fungal community structure which could be correlated with variations in soil moisture, temperature, pH, carbon, and nitrogen and phosphorus levels. BEST (biota and environmental matching) analysis of biological and environmental samples revealed that soil temperature and moisture accounted for 47.6 % of the total variations in the samples. The study demonstrated how different forms of human activities in urban ecosystems of Delhi are detrimental to the diversity and abundance of AM fungi.(AU)
Resumen El incremento en la urbanización está ampliamente asociado con una disminución de la biodiversidad de todas las formas. El objetivo del presente estudio fue responder dos preguntas: (i) ¿Afecta la urbanización rápida en Delhi (India) la biodiversidad de hongos micorrízicos arbusculares (MA)?, y (ii) si es así, ¿Cómo? Medimos la diversidad de hongos MA en nueve sitios ubicados en los bosques de Delhi, los cuales tenían diferentes tipos de uso urbano en términos de contaminación por alto tráfico vehicular, basura, defecación y actividades recreacionales. El estudio reveló una disminución significativa en la diversidad de hongos MA (diversidad alfa) y abundancia medida como densidad de esporas, biovolumen, porcentaje medio de infección (PMI) en raíces, longitud de las hifas del suelo y glomalina fácilmente extraible relacionada con proteínas solubles (EE-GRSP) en sitios contaminados. Análisis de escalamiento multidimensional no métrico (NMDS) y PERMANOVA anidados revelaron diferencias significativas en la estructura de hongos MA, que puede estar relacionada con la variación en humedad, temperatura, pH y niveles de carbono, nitrógeno y fósforo del suelo. El análisis BEST (biota y correspondencia ambiental) de muestras biológicas y ambientales mostró que la temperatura y humedad del suelo explican un 47.6 % del total de la variación en las muestras. Este estudio demostró cómo las diferentes actividades humanas en ecosistemas urbanos de Delhi son perjudiciales para la diversidad y abundancia de hongos MA.(AU)
Subject(s)
Urbanization , Man-Made Disasters , Biodiversity , Fungi , IndiaABSTRACT
Despite the ubiquity and importance of indigenous arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) for plant ecosystems; functioning of indigenus mycorrhizal symbiosis (IMS) and related environmental factors at coastal Caribbean ecosystems remains still scarce. In order to determine functionality of IMS under contrasting land uses and wet seasons from Cuba, the influence of the water stress on some AMF functionality parameters from a semi-natural savannah (NS), a recovered savannah (RS) and an agro-ecosystem (AG) from the Managed Floristic Reserve San Ubaldo-Sabanalamar, Pinar del Rio, Cuba were assessed during two-years. Soil and root samples were collected in April and October, during the dry and wet seasons, respectively, in 2008 and 2010. Four plots in each ecosystem were selected, and five soil sub-samples were randomly collected, bulked, mixed homogeneously and used as the composite sample per plot. The host plant root biomass, arbuscular mycorrhizal colonization of the host plant, density of the intraradical and extraradical AMF mycelia, fungal endophyte biomass and AMF spore density were assessed. The host plant root biomass increased in the NS environment during the dry season, and approximately 12.85g root/dm³ dry soil was recorded. The colonization degree were significantly higher in all environments during the wet season of the second year, with means ranging from 79% to 89%. The extraradical mycelia were significantly more abundant in the dry season of the second year in all environments, with a maximum of 279mg/dm³ in the RS ecosystem. The density of AMF spores was highest in the dry season of the second year for the three studied ecosystems. The RS ecosystem hosted 5 670 spores/100g dry soil. In general, the influence of rainfall seasonality on the function of AMF was stronger than the influence of ecosystem management. The root biomass and extraradical mycelia were high in the dry seasons, suggesting strategies to increase the volume of soil for the mutual benefit of the symbionts. The increase in spore density during the dry seasons appears as an adaptation allowing AMF to survive period of water shortage. This study improves our understanding of the adaptative responses of arbuscular mycorrhizal symbiosis to seasonal variations in soil water availability. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 341-356. Epub 2015 June 01.
En el presente estudio se evaluó, durante dos años, la influencia de los períodos seco y lluvioso sobre el funcionamiento de hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) simbiontes de plantas nativas de una sabana semi natural, una sabana recuperada de la actividad agrícola y un agroecosistema, ubicados en la Reserva Florística Manejada San Ubaldo-Sabanalamar, Pinar del Río, Cuba. Se recolectaron muestras de suelo en abril y octubre (período seco y húmedo de 2008 y 2010, respectivamente). Dentro de cada ecosistema se seleccionaron cuatro parcelas y se recolectaron cinco submuestras al azar, las que fueron homogeneizadas para formar una muestra compuesta por parcela. Se cuantificó la biomasa de raicillas, la colonización micorrízica de las plantas hospedadoras en el campo, el micelio extrarradical, el micelio endófito y la densidad de esporas. La biomasa de raicillas en la sabana semi natural incrementó durante los períodos secos, la cual alcanzó hasta 12.85 g/dm3 de suelo. En todos los ecosistemas, la mayor colonización micorrízica ocurrió en la época lluviosa del segundo año con valores que oscilaron entre 79 y 89 %. Las mayores biomasas de micelio externo fueron registradas en los tres ecosistemas durante el período seco del segundo año, con un valor máximo de 279 mg/dm3 de suelo en la sabana recuperada. La mayor densidad de esporas de HFMA fue determinada en el periodo seco del segundo año para los tres ecosistemas estudiados, con el valor más alto en la sabana recuperada con 5 670 esporas/100 g de suelo seco. De manera general, se evidenció un efecto de la estacionalidad de la lluvia más que del manejo de ecosistema sobre el funcionamiento de los HFMA. La mayor actividad colonizadora se evidenció en períodos húmedos, mientras que mayor biomasa de raicillas y micelio externo durante los períodos secos, lo que sugiere estrategias de incremento del volumen del suelo explorado por parte de los HFMA como de las plantas hospedadoras. La proliferación de esporas evidenció la formación de estructuras de resistencia de los HFMA ante condiciones adversas. Los resultados obtenidos pondrían en evidencia la plasticidad de la simbiosis micorrízica ante variaciones en la disponibilidad de agua.
Subject(s)
Mycorrhizae/growth & development , Fungi/classification , Cuba , Host AdaptationABSTRACT
Fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), entre outros micro-organismos do solo, desempenham papel fundamental no crescimento de plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade de esporos e a colonização radicular por FMAs em solos cultivados com coentro (Coriandrum sativum L.) e camomila (Matricaria chamomilla L.), bem como a atividade microbiana do solo medida por meio da respiração basal do solo (RBS) e matéria orgânica do solo (MOS). Foram coletadas quatro amostras de solo e raízes no horto medicinal da Universidade Paranaense, Umuarama-PR e de uma área adjacente de mata nativa. A densidade de esporos de FMAs no solo cultivado com camomila foi três vezes maior (44,2 esporos g?1 solo) do que no solo cultivado com coentro (16,8 esporos g?1 solo) e de mata (9,9 esporos g?1 solo). A colonização radicular por FMAs não diferiu significativamente. O solo da mata apresentou maior atividade microbiana (2,0 mg CO2 kg?1 solo h?1) comparado com os solos cultivados com camomila e coentro (1,56 e 1,13 mg CO2 kg?1 solo h?1, respectivamente). O mesmo comportamento foi observado com a MOS. Conclui-se que o solo cultivado com camomila apresentou maior densidade de esporos de FMAs, comparado com os solos da mata e coentro. A maior atividade microbiana no solo da mata é possivelmente em virtude do maior fornecimento de matéria orgânica e ciclagem do carbono.
The arbuscular mycorrhizal fungi (AMFs), among other soil microbial microrganisms, has a fundamental role in plant growth. The objective of this study is to evaluate the spore density and root colonization by AMFs and microbial activity measuring basal soil respiration (BSR) and soil organic matter (SOM) from soil and root collected from coriander (Coriandrum sativum L.) and chamomile (Matricaria chamomilla L.). Four soil and root samples were collected in a medicinal botanical garden at the Paranaense University, Umuarama ? PR, and soil samples from a nearby forest was used as control. The spore density of AMF in the soil differed significantly among treatments. In the soil under chamomile, the amount of spores found was over three-fold the amount of spores found in relation to forest and soil cultivated with coriander, but soil under coriander and forest did not differ significantly. The assessment of root colonization by AMF was not significantly different among treatments. In soil from the forest, a higher soil microbial activity (2.0 mg CO2 kg?1 solo h?1) was found when compared to soil cultivated with chamomile and coriander (1.56 and 1.13 mg CO2 kg?1 soil h?1, respectively). The same behavior was observed with SOM. It can be concluded that the soil cultivated with chamomile showed higher spore density of AMF compared to coriander and forest. A higher forest soil microbial activity is possibly due to a major input of SOM e carbon cycling.
Hongos micorrízicos arbusculares (HMA) y otros micro-organismos del suelo, desempeñan papel fundamental en el crecimiento de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar la densidad de esporas y la colonización de las raíces por HMAs en suelos cultivados con cilantro (Coriandrum sativum L.) y manzanilla (Matricaria chamomilla L.), así como la actividad microbiana del suelo medido por medio de la respiración basal del suelo (RBS) y materia orgánica del suelo (MOS). Se colectó cuatro muestras de suelo y raíces en el jardín de plantas medicinales de la Universidad Paranaense, Umuarama - PR, y de una zona adyacente de mata nativa. La densidad de esporas de HMAs en el suelo cultivado con manzanilla fue tres veces mayor (44,2 esporas g-1 de suelo) que en el suelo cultivado con cilantro (16,8 esporas g-1 de suelo) y de mata (9,9 esporas g-1 suelo). La colonización radicular por HMAs no difirió significativamente. El suelo de la mata presentó mayor actividad microbiana (2,0 mg CO2 kg-1 suelo h-1) en comparación con los suelos cultivados con manzanilla y cilantro (1,56 y 1,13 mg CO2 kg-1 suelo h-1, respectivamente). El mismo comportamiento se observó con el MOS. Se concluye que el suelo cultivado con manzanilla presenta mayor densidad de esporas de AMFs, en comparación con los suelos de mata y cilantro. La mayor actividad microbiana en el suelo de mata es posiblemente en virtud de mayor oferta de materia orgánica y el ciclo del carbono.
ABSTRACT
Los hongos micorrízicos arbusculares (HMA) facilitan la absorción de nutrientes a las plantas hospederas, por esta razón estos microorganismos cumplen un rol fundamental en el funcionamiento de los agroecosistemas. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la asociación simbiótica entre HMA nativos y comerciales y plántulas de Elaeis guineensis en condiciones de vivero con un nivel alto de fósforo (P) en el suelo. Plantas de tres meses de edad fueron sometidas a cuatro tratamientos: Inóculo Nativo (IN), Inóculo Comercial (IC), Mixto (M) y Testigo absoluto (TA). Se evaluaron los parámetros: peso seco total de la planta, peso seco raíz, peso seco parte aérea de la planta, altura de la planta, tasa de crecimiento relativo, colonización micorrízica y número de esporas en el suelo. Se realizaron tres muestreos, uno inicial (día 0), uno a los 45 y a los 90 días después del trasplante de las plántulas (ddt). Los datos fueron analizados mediante un ANOVA o Kruskall-Wallis según el comportamiento de los datos, seguido de un test de Duncan para comparar las medias o un test modificado de Tuckey para datos no paramétricos. Se observaron diferencias significativas en el número de esporas entre los tratamientos IN, M y TA, a los 45 ddt. Para la variable colonización micorrízica se observaron diferencias significativas a los 45 ddt entre los tratamientos IC y TA, mientras que a los 90 ddt se presentaron diferencias entre los tratamientos IN, IC y M, con respecto al TA. A pesar de que el nivel de P en el suelo fue alto, el porcentaje de colonización micorrízica estuvo por encima del 50% en los muestreos realizados a los 45 y 90 días. El tratamiento IN funcionó mejor que los tratamientos IC y M, para las condiciones edáficas de este experimento.
The arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) facilitate the absorption of nutrients to the host plants. These microorganisms therefore, fulfill a fundamental roll in the operation of agroecosytems. The aim of this work was to evaluate the effect between native and commercial arbuscular mycorrhizal fungi and Elaeis guineensis seedlings in greenhouse conditions with high P level. Plants of three months of the age were put under four treatments: Native inoculate (NI), Foreign inoculate (FI), Mixture (M) and control (TA). It was evaluated total dry weight of the plant, root and aerial part dry weight, height of the plant, relative growth rate (RGR), mycorrhizal colonization and spores number. At 45 and 90 days after the transplant these variable were evaluated. An initial sampling dry mass was taking by to determine RGR. The data were analyzed through the ANOVA or Kruskall-Wallis according to the behavior of the data, followed of a test of averages of Duncan or a modified test of Tuckey for nonparametric data. Significant differences in the spores number between the treatments NI, FI, M and TA and between NI and M to the 45 days appeared. In the colonization mycorrhizal differences between the treatments FA and TA were observed the 45 days. To the 90 days between all the treatments with respect to the TA. Although the P level in the soil was high, also it was it the mycorrhizal colonization at the two evaluated times. Through time the treatment NI worked better in the soil edaphic conditions used in this experiment.