Physiological response of Cucurbita pepo var. pepo mycorrhized by Sonoran desert native arbuscular fungi to drought and salinity stresses

ABSTRACT Plants response to symbiosis with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) under water stress is important to agriculture. Under abiotic stress conditions native fungi are more effective than exotics in improving plant growth and water status. Mycorrhization efficiency is related to soil fungi development and energy cost-benefit ratio. In this study, we assessed the effect on growth, water status and energy metabolism of Cucurbita pepo var. pepo when inoculated with native AMF from the Sonoran desert Mexico (mixed isolate and field consortium), and compared with an exotic species from a temperate region, under drought, low and high salinity conditions. Dry weights, leaf water content, water and osmotic potentials, construction costs, photochemistry and mycorrhization features were quantified. Under drought and low salinity conditions, the mixed isolate increased plant growth and leaf water content. Leaf water potential was increased only by the field consortium under drought conditions (0.5-0.9 MPa). Under high salinity, the field consortium increased aerial dry weight (more than 1 g) and osmotic potential (0.54 MPa), as compared to non-mycorrhized controls. Plants inoculated with native AMF, which supposedly diminish the effects of stress, exhibited low construction costs, increased photochemical capacity, and grew larger external mycelia in comparison to the exotic inoculum.

Effectiveness of Arbuscular Mycorrhizal Fungal Isolates from the Land Uses of Amazon Region in Symbiosis with Cowpea

ABSTRACT Arbuscular mycorrhizal fungi provide several ecosystem services, including increase in plant growth and nutrition. The occurrence, richness, and structure of arbuscular mycorrhizal fungi communities are influenced by human activities, which may affect the functional benefits of these components of the soil biota. In this study, 13 arbuscular mycorrhizal fungi isolates originating from soils with different land uses in the Alto Solimões-Amazon region were evaluated regarding their effect on growth, nutrition, and cowpea yield in controlled conditions using two soils. Comparisons with reference isolates and a mixture of isolates were also performed. Fungal isolates exhibited a wide variability associated with colonization, sporulation, production of aboveground biomass, nitrogen and phosphorus uptake, and grain yield, indicating high functional diversity within and among fungal species. A generalized effect of isolates in promoting phosphorus uptake, increase in biomass, and cowpea yield was observed in both soils. The isolates of Glomus were the most efficient and are promising isolates for practical inoculation programs. No relationship was found between the origin of fungal isolate (i.e. land use) and their symbiotic performance in cowpea.

Tripartite symbiosis of Sophora tomentosa, rhizobia and arbuscular mycorhizal fungi

ABSTRACT Sophora tomentosa is a pantropical legume species with potential for recovery of areas degraded by salinization, and for stabilization of sand dunes. However, few studies on this species have been carried out, and none regarding its symbiotic relationship with beneficial soil microorganisms. Therefore, this study aimed to evaluate the diversity of nitrogen-fixing bacteria isolated from nodules of Sophora tomentosa, and to analyze the occurrence of colonization of arbuscular mycorrhizal fungi on the roots of this legume in seafront soil. Thus, seeds, root nodules, and soil from the rhizosphere of Sophora tomentosa were collected. From the soil samples, trap cultures with this species were established to extract spores and to evaluate arbuscular mycorhizal fungi colonization in legume roots, as well as to capture rhizobia. Rhizobia strains were isolated from nodules collected in the field or from the trap cultures. Representative isolates of the groups obtained in the similarity dendrogram, based on phenotypic characteristics, had their 16S rRNA genes sequenced. The legume species showed nodules with indeterminate growth, and reddish color, distributed throughout the root. Fifty-one strains of these nodules were isolated, of which 21 were classified in the genus Bacillus, Brevibacillus, Paenibacillus, Rhizobium and especially Sinorhizobium. Strains closely related to Sinorhizobium adhaerens were the predominant bacteria in nodules. The other genera found, with the exception of Rhizobium, are probably endophytic bacteria in the nodules. Arbuscular mycorrhizal fungi was observed colonizing the roots, but arbuscular mycorhizal fungi spores were not found in the trap cultures. Therefore Sophora tomentosa is associated with both arbuscular mycorhizal fungi and nodulating nitrogen-fixing bacteria.

Establishment of Mimosa biuncifera (Fabaceae) inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi in greenhouse and field drought conditions / Establecimiento de Mimosa biuncifera (Fabaceae) inoculada con hongos micorrízicos arbusculares en invernadero y campo, en condiciones de sequía

AbstractMexico is dominated by arid or semi-arid ecosystems, predominantly characterized as xeric shrublands. These areas are frequently deteriorated due to agriculture or over-grazing by livestock (sheep and goats). The vegetation type mainly consists of thorny plant species, and among these, the dominant one in overgrazed areas is catclaw (Mimosa biuncifera). This is a nurse plant that facilitates establishment of other vegetation and promotes plant succession. Catclaw plants form a mutualistic association with arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), which improves uptake of nutrients and water. The objective of this study was to determine the effect of inoculating catclaw plants with native AMF and starting their growth under a low water availability treatment in a greenhouse, and later transplanting them to field conditions of drought and deterioration. Field plants were evaluated according to their survivorship and growth. The seeds of catclaw plants and soil with AMF spores were collected in the Mezquital Valley of Hidalgo State, in Central Mexico. Seedlings were grown in individual pots in a greenhouse. The experimental design consisted of two levels of pot irrigation, wet (W) and dry (D), as well as the presence (M+) or absence (M-) of AMF inoculum, with 20 replicates for each treatment. The following plant parameters were recorded every week: height, number of leaves and pinnae, and mean diameter of coverage. After 20 weeks in the greenhouse, determination was made of fresh and dry biomass, relative growth rate (RGR), root/shoot ratio, real evapotranspiration (RET), water-use efficiency (WUE), and percentage of mycorrhizal colonization. The remaining plants growing under the dry treatment (M+ and M-) were then transplanted to a semi-arid locality in the Mezquital Valley. During one year, monthly records were kept of their height, number of leaves, mean diameter of coverage and survival. Results showed that compared to greenhouse plants under other treatments, those under the wet mycorrhizal (WM+) treatment were taller, had more pinnae, and were characterized by greater coverage, faster RGR, and greater fresh and dry biomass. Moreover, inoculated plants (WM+ and DM+) showed higher WUE than those uninoculated (WM- and DM-, respectively). After one year in field conditions, there was a higher survival rate for previously inoculated versus uninoculated plants. Hence, mycorrhization of M. biuncifera with native AMF inoculum increased plant efficiency in biomass production, thus favoring establishment and survival in field conditions. We concluded that inoculation of catclaw plants is recommendable for revegetation programs in deteriorated semi-arid zones. Rev. Biol. Trop. 64 (2): 791-803. Epub 2016 June 01.

ResumenMás de la mitad del territorio mexicano está dominado por ecosistemas áridos y semiáridos. El principal tipo de vegetación de estos ambientes son matorrales xerófilos y normalmente están deteriorados por agricultura y sobrepastoreo de ovejas y cabras inducido por la actividad humana. Las plantas espinosas dominan en estas zonas, como el gatuño (Mimosa biuncifera Benth., Fabaceae), que es una planta nodriza que promueve la sucesión vegetal. Las plantas de gatuño forman junto con hongos micorrizógenos arbusculares (HMA), una asociación mutualista llamada micorriza arbuscular que mejora la captación vegetal de nutrimentos y agua. El objetivo de este trabajo fue determinar el efecto de la inoculación con HMA nativos en plantas de gatuño, para evaluar su crecimiento y establecimiento bajo un tratamiento de baja disponibilidad hídrica, tanto en condiciones de invernadero como de campo. Para esto, se recolectaron semillas de Mimosa biuncifera y suelo con esporas de HMA en el Valle del Mezquital, estado de Hidalgo, en el Centro de México. Las plántulas fueron cultivadas en macetas individuales en condiciones de invernadero bajo un diseño experimental que consistió en dos tratamientos de riego de las macetas, húmedo (W) y seco (D), y dos tratamientos de inoculación: con y sin inóculo de HMA (M+, M-). Cada tratamiento tuvo 20 repeticiones. Semanalmente se registró altura, diámetro medio de la cobertura y número de hojas y pinnas de las plantas. Después de 20 semanas, se determinaron biomasa húmeda y seca, tasa relativa de crecimiento (TRC), proporción raíz vástago, evapotranspiración real, eficiencia en el uso del agua (WUE) y porcentaje de colonización micorrícica. Posteriormente, los individuos del tratamiento seco (M+ y M-) fueron trasplantados a una localidad semiárida en el Valle del Mezquital, donde la altura, número de hojas y supervivencia fueron registrados mensualmente durante un año. Los resultados muestran que las plantas en el tratamiento húmedo y micorrizado (WM+) tuvieron una mayor altura, cobertura vegetal, biomasa húmeda y seca, TRC y más pinnas que las plantas de los otros tratamientos; también los tratamientos micorrizados (WM+ y DM+) tuvieron mayor WUE que la plantas sin inóculo (M-). En condiciones de campo, después de un año, la supervivencia de las plantas M+ fue mayor que en los testigos. Se concluyó que la micorrización de M. biuncifera con inóculo nativo incrementa su eficiencia en la producción de biomasa y favorece el establecimiento y supervivencia en condiciones de campo. Finalmente, se recomienda la inoculación de plantas de gatuño con HMA en programas de revegetación de zonas semiáridas deterioradas.

Arbuscular mycorrhizal symbiosis increases the content of volatile terpenes and plant performance in Satureja macrostema (Benth. ) Briq / La simbiosis micorrícica arbuscular aumenta el contenido de terpenos volátiles y el rendimiento vegetal en Satureja macrostema (Benth.) Briq

We studied the effect of Rhizophagus irregularis on plant performance and volatile terpenes content of the Mexican native medicinal plant Satureja macrostema (Benth.) Briq. (Lamiaceae) in greenhouse conditions. The growth parameters considered in this research and the composition of volatile components were quantified monthly in mycorrhizal and non-mycorrhizal plants. The essential oil was collected from aerial parts and analyzed by gas chromatography-mass spectrometry. Colonization by R. irregularis significantly increased biomass, shoot and root length, and the amount of volatile terpenes. The more concentrated volatile terpenes were limonene, β- linalool, menthone, pulegone, and verbenol acetate. It is concluded that the use of R. irregularis allows optimal growth of S. macrostema plants in low fertility soils and increased production of the main components of the essential oil.

El efecto de Rhizophagus irregularis sobre el rendimiento vegetal y la producción de los terpenos volátiles de Satureja macrostema (Benth.) Briq. (Lamiaceae), una planta medicinal nativa mexicana, fue estudiado en condiciones de invernadero. Los parámetros de crecimiento considerados en esta investigación y los componentes volátiles, fueron cuantificados mensualmente en plantas con y sin micorrizas. El aceite esencial fue colectado de la parte aérea y fue analizado por técnicas de cromatografía de gases-espectrometría de masas. La colonización de R. irregularis aumentó significativamente la biomasa, longitud de tallo y raíz, y la cantidad de terpenos volátiles. Los terpenos volátiles mayoritarios fueron limoneno, β-linalol, mentona, pulegona y acetato de verbenol. Se concluye que el uso de R. irregularis permitió un óptimo crecimiento de las plantas de S. macrostema en suelos de baja fertilidad, con un aumento de los componentes principales del aceite esencial.

Colonización y estructura de la comunidad de hongos micorrízicos arbusculares en Alsophila firma (Cyatheaceae) en bosque mesófilo de montaña en Veracruz, México / Colonization and structure of arbuscular mycorrhizal fungi community in Alsophila firma (Cyatheales: Cyatheaceae) from a tropical montane cloud forest in Veracruz, México

Alsophila firma is a tree fern that is distributed mainly in tropical montane cloud forest (TMCF) and is considered as a threatened species. Arbuscular mycorrrhizal fungi (AMF) have been proposed as an alternative in rescue programs of endangered species. However, our knowledge about diversity of AMF and mycorrhizal status of the species of TMCF is limited. In Mexico TMCF shows different degrees of conservation because of fragmentation and land use change. In this study, we evaluated the level of colonization, richness and abundances of spores of AMF in three fragments with different conservation status: conserved (100 years), secondary vegetation (17 years) and disturbed. For this, soil samples and roots were collected from five individuals of A. firma per site, with at least 100m away from each other; a total of 100cm of roots were analysed per site. Root samples showed AMF and occasionally dark septate fungi (DSF) colonizations. For the overall study, 19 species of AMF were recorded: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) and Scutellospora (1). The dominant species in the three sites were Funneliformis geosporum and Acaulospora scrobiculata. The highest diversity (H’) and evenness (J’) (p<0.05) were found in the conserved site (H’=1.7, J’=0.66), when compared to the secondary vegetation (H’=1.5, J’=0.61), and the disturbed site (H’=0.74, J’=0.41). Statistical analysis showed that the AMF degree of colonization was significantly higher (p<0.05) in the conserved site; although, the disturbed site showed low richness and abundances of AMF, the degree of root colonization did not differ statistically (p<0.05) with the secondary vegetation site. Chao2 (Richness estimation model) showed that the number of analysed samples were sufficient to represent the structure of the AMF communities with values >90%. The present study confirmed that A. firma is a mycorrhizal species that exhibits high levels of colonization even in disturbed sites. We suggest that F. geosporum and A. scrobiculata may have the potential to inoculate the gametophyte and young sporophyte of A. firma, to support restoration programs, because of their abundances and high tolerance to disturbed sites.

Alsophila firma es un helecho arborescente que crece principalmente en bosque mesófilo de montaña (BMM) y se encuentra en la categoría de riesgo. Los hongos mico- rrízicos arbusculares (HMA) se han propuesto como una alternativa para programas de recuperación de especies nativas en peligro. Sin embargo, sabemos poco sobre la diversidad de HMA y del estatus micorrízico de las espe- cies vegetales del BMM. En México el BMM presenta diferentes grados de conservación debido a la fragmentación y el cambio de uso de suelo. Se evaluó el grado de colonización, riqueza y abundancia de esporas de los HMA presentes en fragmentos de BMM con diferente historia de manejo: conservado (100 años), en recuperación (17 años) y alterado. Se estudiaron muestras de suelo y raíces toma- das de 5 individuos de A. firma por cada sitio, con al menos 100m de distancia entre individuos. Se analizaron en total 100cm de raíz por cada sitio. Las muestras de raíz presentaron colonización principalmente de HMA y ocasionalmente por hongos septados oscuros (HSO). Se encontraron 19 especies: Gigaspora (7), Acaulospora (4), Glomus (4), Funneliformis (2), Sclerocystis (1) y Scutellospora (1). Las especies dominantes en los tres sitios fueron Funneliformis geosporum y Acaulospora scrobiculata. La mayor diversidad (H’) y equitatividad (J’) (p<0.05) se presentaron en el sitio conservado (H’=1.7; J’ 0.66) con respecto al sitio en recuperación (H’=1.5, J’ 0.61) y alterado (H’=0.74, J’=0.41). Los niveles de colonización micorrízica total de raíz fueron estadísticamente mayores (p<0.05) en el sitio conservado. Aunque el sitio alterado presenta una baja riqueza y abundancia de HMA la colonización micorrízica total de raíz no fue estadísticamente diferente (p<0.05) respecto al sitio en recuperación. El estimador Chao2 indica que las muestras analizadas reflejan la estructura general de la comunidad de HMA con valores superiores al 93%. El presente estudio confirma que A. firma es una especie micorrízica con altos niveles de colonización incluso en sitios alterados. Se sugiere que las especies F. geosporum y A. scrobiculata por su alta tolerancia a sitios alterados pueden tener potencial para inocular gametofitos y esporofitos de A. firma para incrementar la supervivencia en programas de restauración.

Capacidad micotrófica y eficiencia de consorcios con hongos micorrícicos nativos de suelos de la provincia de Buenos Aires con manejo contrastante / Mycotrophic capacity and efficiency of microbial consortia of arbuscular mycorrhizal fungi native of soils from Buenos Aires province under contrasting management

Se evaluó la capacidad micotrófica y de esporulación de consorcios microbianos con hongos micorrícicos arbusculares (HMA) nativos de suelos de la provincia de Buenos Aires (Argentina), y se determinó si las características edáficas y los parámetros micorrícicos podrían permitir seleccionar inóculos potencialmente benéficos. Se seleccionaron muestras de suelo provenientes de 7 localidades, cada una bajo manejo agrícola (A) y prístino (P). Se instalaron plantas trampa y a las 10 semanas de crecimiento se evidenció colonización micorrícica en la raíces. El número de esporas del suelo de campo fue bajo, mientras que en el sustrato donde crecieron las plantas trampa varió entre 80-1175 esporas/100 g. El análisis de componentes principales indicó que los contenidos de P y Fe en el suelo fueron los principales moduladores de la capacidad micotrófica y de esporulación. Se determinó el potencial micorrícico (PM) de muestras provenientes de tres localidades: Lobería, Junín y Trenque Lauquen. Se verificó un PM elevado en las muestras provenientes de Lobería con suelo prístino y en las de Trenque Lauquen bajo manejo agrícola, mientras que fue bajo en las de Junín. Finalmente, se evaluó la eficiencia en condiciones controladas de suelos-inóculo de Lobería bajo manejo agrícola o prístino en plantas de maíz y de tomate. Si bien los incrementos en la materia seca asociados a la inoculación fueron no significativos (p > 0,05), la respuesta micorrícica fue superior al 40 % en tomate y al 25 % en maíz, particularmente con el inóculo proveniente del sitio agrícola. Los bajos incrementos de crecimiento estarían asociados con la incipiente micorrización en ambas especies. Se plantea la necesidad de profundizar los estudios a efectos de determinar los factores involucrados que permitirían seleccionar inóculos eficientes.

We characterized the infective and sporulation capacities of microbial consortia of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) native of Buenos Aires province (Argentina) and determined if some soil characteristics and mycorrhizal parameters could allow to select potentially beneficial inocula. Soil samples were selected from seven locations in Buenos Aires province all under agricultural (A) and pristine (P) conditions. The AMF were multiplied and mycorrhizal root colonization of trap plants was observed at 10 weeks of growth. Spore number in field was low; however, after multiplication spore density accounted for 80-1175 spores per 100 g of soil. The principal component analysis showed that the P and Fe soil contents are the main modulators of infectivity and sporulation capacity. The mycorrhizal potential was determined in three locations, being high in Pristine Lobería and Agricultural Trenque Lauquen and low in Junín. Agricultural Lobería (AL) and Pristine Lobería (PL) inocula were selected and their efficiency was evaluated under controlled conditions. Even though shoot dry matter increases after inoculation was not significant (p > 0.05) mycorrhizal response was greater than 40% for tomato and 25% for corn, particularly after inoculation with inocula from the agricultural management. These results could be associated to the incipient development of mycorrhizae in both species. Additional research should be conducted to further develop our findings in order to determine the factors involved in the selection of efficient inocula.

Mycorrhizal association in gametophytes and sporophytes of the fern Pteris vittata (Pteridaceae) with Glomus intraradices

Ferns, which are usually colonizing different environments and their roots frequently present mycorrhization, have two adult stages in their life cycle, the sporophytic and the gametophytic phase. This paper describes the experimental mycorrhizal association between Pteris vittata leptosporangiate fern and a strain of Glomus intraradices during the life cycle of the fern, from spore germination to the development of a mature sporophyte. The aim of this study was to compare the colonization pattern of in vitro cultures of G. intraradices along the fern life cycle with those found in nature. For this, mature spores were obtained from fertile P. vittata fronds growing in walls of Buenos Aires city, Argentina. Roots were stained and observed under the light microscope for arbuscular mycorrhizal colonization. Approximately, 75 fern spores were cultured in each pot filled with a sterile substrate and G. intraradices (BAFC N° 51.331) as inoculum on the surface. After germination took place, samples were taken every 15 days until the fern cycle was completed. In order to determine colonization dynamics each sample was observed under optical and confocal microscope after staining. Gametophyte was classified as Adiantum type. Male and female gametangia were limited to the lower face, mycorrhizal colonization started when they were differentiated and took place through the rhizoids. Spores and vesicles were not found in this cycle stage. Paris-type mycorrhizal colonization was established in the midrib and in the embrionary foot. It was colonized by external mycelium. When the first root was developed soil inoculum colonized de novo this structure and Arum-type colonization was observed. This study proves that the type of colonization is determined by the structure of the host, not by the fungus. Both the gametophyte and embryo foot have determined growth and Paris-type colonization, while, sporophyte roots have undetermined growth and Arum-type colonization. The structures found in vitro cultures were highly similar to those found under natural conditions. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 857-865. Epub 2012 June 01.

Los helechos presentan dos etapas en su ciclo de vida, una fase esporofítica y una gametofítica. Estos por lo general pueden colonizar diferentes ambientes y frecuentemente presentan raíces micorrizadas. Este estudio describe la asociación experimental entre Pteris vittata, un helecho leptosporangiado y una cepa de Glomus intraradices durante el ciclo de vida del helecho, desde la germinación de las esporas hasta el desarrollo del esporofito maduro. El objetivo de este estudio fue comparar los patrones de colonización de G. intraradices a lo largo de todo el ciclo de vida del helecho con los tipos encontrados en la naturaleza. Las esporas maduras fueron obtenidas de frondes fértiles de P. vittata que crecen sobre las paredes de la ciudad de Buenos Aires, Argentina. Las raíces se tiñeron y fueron observadas bajo microscopio óptico para el estudio de la colonización micorrízica. Aproximadamente 75 esporas de helecho se cultivaron en macetas con un sustrato estéril y con un inóculo de G. intraradices (N° 51.331 BAFC) en la superficie. Después de la germinación, se tomaron muestras cada 15 días hasta que se completó el ciclo de vida del helecho. Con el fin de determinar la dinámica de la colonización, cada muestra se observó con el microscopio óptico y el microscopio de confocal luego de la tinción correspondiente. El gametofito fue clasificado como del tipo “Adiantum”. Los gametangios femeninos y masculinos se desarrollaron en la cara inferior del mismo. La micorrización comenzó cuando los gametangios estaban ya diferenciados y la colonización se produjo a través de los rizoides. Las esporas y las vesículas no se encontraron en esta fase del ciclo. La micorrizacion tipo Paris se observó sobre la línea de la nervadura central. El pie del esporofito fue colonizado por el micelio externo. Cuando la raíz se desarrolló, se colonizó “de novo”, y se observó una colonización de tipo Arum. Este estudio demuestra que el tipo de colonización está determinado por la estructura del helecho y no por el hongo. Tanto el gametofito como el pie del embrión tienen crecimiento definido y colonización tipo Paris, mientras que las raíces del esporofito presentan un crecimiento indeterminado y una colonización tipo Arum. Las estructuras que se encontraron bajo cultivo coinciden con las que se encontraron en condiciones naturales.

Effect of vermicompost, worm-bed leachate and arbuscular mycorrizal fungi on lemongrass (Cymbopogon citratus (DC) Stapf. ) growth and composition of its essential oil

The objective of this study was to investigate the effect of vermicompost, worm-bed leachate (WBL) and Glomus mosseae, an arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), on growth of lemongrass (Cymbopogon citratus (DC.) Stapf). A response surface methodology, i.e. a three-level Box Benhen design with three repetitions and three blocks, was applied to optimize biomass production, essential oil yield and its composition. Application rates of Glomus mosseae were 0, 1 or 2 g plant-1, vermicompost 0, 5 or 10 g plant-1 and WBL 0, 10 and 20 percent. The AMF had no significant effect on the variables tested, but vermicompost had a significant effect on essential oil yield and WBL on essential oil yield, myercene concentration and shoot dry weigh (p < 0.05). It was found that lemongrass fertilized with 2.0 g G. mosseae, 5.0 g vermicompost and 20 percent worm-bed leachate would yield 0.797 percent essential oil of which 62.6 percent was citral.

Enhancement of clover growth by inoculation of P-solubilizing fungi and arbuscular mycorrhizal fungi

This study evaluated the synergism between several P-solubilizing fungi isolates and arbuscular mycorrhizal fungi to improve clover ( Trifolium pratense) growth in the presence of Araxá apatite. Clover was sown directly in plastic pots with 300g of sterilized washed sand, vermiculite and sepiolite 1:1:1 (v:v:v) as substrate, and grown in a controlled environment chamber. The substrate was fertilized with 3 g L-1 of Araxá apatite. A completely randomized design, in 8×2 factorial scheme (eight P-solubilizing fungi treatments with or without arbuscular mycorrhizal fungi)and four replicates were used. The P-solubilizing fungi treatments consisted of five Brazilian P-solubilizing fungi isolates (PSF 7, 9, 20, 21 and 22), two Spanish isolates ( Aspergillus niger and the yeast Yarowia lipolytica) and control (non-inoculated treatment). The greatest clover growth rate was recorded when Aspergillus niger and PSF 21 were co-inoculated with arbuscular mycorrhizal fungi. Aspergillus niger, PSF 7 and PSF 21 were the most effective isolates on increasing clover growth in the presence of arbuscular mycorrhizal fungi. Greater mycorrhizal colonization resulted in greater clover growth rate in most PSF treatments. PSF 7 was the best isolate to improve the establishment of mycorrhizal and rhizobia symbiosis.

Este estudo avaliou o sinergismo entre diversos isolados defungos solubilizadores de fosfato e micorrízicos arbusculares para beneficiar o crescimento de trevo ( Trifolium pratense) na presença de apatita de Araxá. A cultura foi semeada diretamente em potes plásticos com 300 g de substrato esterilizado formado por areia lavada, vermiculita e sepiolita 1:1:1 (v:v:v) e cultivada em câmara climática. O substrato foi fertilizado com 3 g L-1 de apatita de Araxá. O experimento foi instalado em delineamento completamente casualizado, esquema fatorial 8×2 (oito tratamentos de inoculação de fungos solubilizadores de fosfato com ou sem fungos micorrízicos arbusculares) e quatro repetições. Os tratamentos de fungos solubilizadores de fosfato consistiram em cinco isolados brasileiros de fungos solubilizadores de fosfato (FSF 7, 9, 20, 21 e 22), dois isolados procedentes da Espanha ( Aspergillus niger e a levedura Yarowia lipolytica) e o controle (tratamento não inoculado). A maior taxa de crescimento da cultura foi obtida quando Aspergillus niger e FSF 21 foram co-inoculados com fungos micorrízicos arbusculares. Aspergillus niger, FSF 7 e o FSF 21 foram os isolados mais efetivos para incrementar o crescimento de trevo na presença de fungos micorrízicosarbusculares. A maior taxa de colonização micorrízica resultou em alta taxa de crescimento de trevo na maioria dos tratamentos com fungos solubilizadores de fosfato. O isolado FSF 7 foi o melhor para favorecer o estabelecimento das simbioses com fungos micorrízicos e com rizóbio.

In vitro synthesis of Frankia and mycorrhiza with Casuarina equisetifolia and ultrastructure of root system.

Casuarina equisetifolia is one of the ecologically and economically important tropical coastal trees nodulated by nitrogen-fixing actinomycete Frankia and forming symbiotic associations with both ecto- and endomycorrhizal fungi. The present study aims at the ultrastructural study of interactions between C. equisetifolia, Frankia, and mycorrhiza. C. equisetifolia seeds were sterilised and germinated under in vitro condition. The seedlings were transferred to conical flasks containing vermiculite and saw dust with Hoagland's solution. After 30 days, the inoculum of AM fungus--Glomusfasciculatum (A), ectomycorrhizal fungus-Pisolithus tinctorius (E) and actinorhizal Frankia (F) were inoculated individually and in various combinations, (A+E), (A+F), E+F) and (A+E+F). After 90 days, the experimental plant roots and nodules were harvested for assessment of growth characters of mycorrhizal and actinorhizal association by light and scanning electron microscope methods. C. equisetifolia roots were infected with arbuscles and vesicles of G. fasciculatum; P. tinctorius formed fungal sheath but no Hartig net. Large number of cortical cells were seen infected with Frankia, hyphae of Frankia were frequently seen penetrating from cell to cell directly through cell walls and Frankia occupied majority of the cell volume.

Mycorrhizal-like interaction between gametophytes and young sporophytes of the fern Dryopteris muenchii (Filicales) and its fungal endophyte

The morphology of a Glomus-like fungus-host interaction in chlorophyllous gametophytes and young apogamic sporophytes of Dryopteris muenchii A.R. Sm. was studied from ferns cultivated in laboratory, using soil as substrate. An aseptate fungus colonized the gametophytes’ tissue through the rhizoids, developing vesicles. The fungus penetrated the young sporophytes primary roots by developing appressoria. It spread forming inter- and intra-cellular hyphae through the epidermis and the outermost cortical cell layers, where it formed vesicles, hyphal coils-like and arbuscules. The fungus hyphae never colonized the gametophyte-sporophyte cellular junction. The fungal structures observed on D. muenchii during this study, are rather similar to those reported for the plant host-arbuscular mycorrhizal fungus (AMF) interaction, where the AMF described belonged to Phylum Glomeromycota. Therefore, this study is a contribution to the scarce knowledgement of the association between AMF and chlorophyllous gametophytes and young apogamic sporophytes of ferns. Rev. Biol. Trop. 56 (3): 1101-1107. Epub 2008 September 30.

Se describe la morfología de un hongo endófito afín al género Glomus, como colonizador de gametofitos clorofílicos y de esporofitos apogámicos jóvenes del helecho Dryopteris muenchii A.R. Sm.; el estudio se llevó a cabo con helechos cultivados en el laboratorio y utilizando tierra como substrato. El tejido del gametofito fue colonizado, a través de los rizoides, por un hongo miceliar aseptado, el cual formó vesículas. El hongo logró penetrar las raíces primarias de los esporofitos jóvenes desarrollando apresorios. El hongo se dispersó formando hifas inter- e intra-celulares a través de la epidermis y de la capa de células corticales más externas, donde produjo vesículas, estructuras similares a ovillos y arbúsculos. Las hifas del hongo nunca colonizaron las células de la unión entre el gametofito y el esporofito. Las estructuras observadas durante este estudio en D. muenchii, son muy similares a las de la interacción planta hospedera-hongo micorrícico arbuscular (HMA), en donde el HMA descrito corresponde al Phylum Glomeromycota. Por lo anterior, este estudio es una contribución al escaso conocimiento que se tiene sobre la asociación entre los HMA y gametofitos clorofílicos y esporofitos apogámicos de helechos jóvenes.

Inoculo de hongos de micorrizasarbuscular en pasturas de Brachiaria decumbens(Poaceae) en zonas de loma y vega / Inoculum of Arbuscular Mycorrhizal Fungi on Brachiaria decumbens (Poaceae) Pastures in Valley and Hilly Terrain

Los factores que influyen en la distribución del inóculo de hongos micorrícicos arbusculares (micelio externo y esporas) son diversos. Entre ellos pueden mencionarse la especie vegetal predominante, el pH, la humedad del suelo, la conductividad, el contenido de fósforo, nutrientes y de metales pesados. Muchos de los reportes de la literatura son contradictorios y basados en estudios realizados en zonas templadas; en condiciones tropicales es difícil determinar los factores edáficos y ambientales que estimulan la producción de inóculo y la forma en que lo hacen. Brachiaria decumbens, como especie de pasto predominante en paisajes de loma y vega en el piedemonte amazónico colombiano, ha sido poco estudiada en su relación micorrícica. En este estudio se realizó la determinación de la densidad de esporas y micelio externo en 26 zonas cubiertas con B. decumbens, correspondientes a paisajes de loma y vega. Simultáneamente se valoraron el contenido de fósforo disponible (ppm), pH y humedad relativa del suelo (por ciento). Mediante correlaciones de Spearman (rangos) y análisis de varianza (ANDEVA) de una vía por KruscallWallis, se encontró que el inóculo se distribuye de forma diferente en loma y vega, siendo mayor la densidad de esporas en loma que en vega y más homogéneo en contenido de micelio externo en vega que en loma. No se encontró efecto del fósforo disponible, el pH y la humedad del suelo sobre la densidad de inóculo de HMA.

Hongos endófitos tropicales: conocimiento actual y perspectivas / Tropical Endophytic Fungi: Current Knowledge and Perspectives

Los organismos endófitos, particularmente los hongos, han recibido una creciente atención en los años recientes. Este grupo de microrganismos vive asintomáticamente dentro de tejidos vegetales sanos, y ha mostrado poseer un gran potencial económico en áreas como la agronomía y la medicina. También se han usado como grupo modelo para estudiar aspectos teóricos de la ecología de comunidades y de la interacción planta microorganismo. En la presente revisión se ha recopilado la literatura existente acerca de los hongos endófitos tropicales, y se analiza comparativamente con algunos trabajos de zonas templadas. Se discuten algunos de los aspectos más relevantes y promisorios en este sistema simbiótico y se hacen recomendaciones acerca de tópicos particulares hacia los que debe dirigirse la investigación en este campo.

El tiempo de establecimiento de pasturas y su relacion con la micorriza arbuscular en paisajes de loma y vega / Time of Stablishment of Pastures and Their Relationship with Arbuscular Mycorrhiza in Hilly Terrain and Fertile Valley

El presente trabajo fue realizado para evaluar el efecto del tiempo (0-5 años, 5-10 años y más de 10 años) de establecimiento de pasturas de Brachiaria sp. sobre las poblaciones de hongos de micorriza arbuscular (HMA), su distribución de esporas, géneros, longitud de micelio extramatrical, colonización radical por HMA y otros hongos, en sistemas donde previamente existían bosques, en paisajes de loma y vega en Florencia, Caquetá, Colombia. Cualquiera que sea la edad de establecimiento de la pastura, predominan los géneros Glomus y Acaulospora; el cambio de la cobertura requiere de un periodo de más de diez años para que diferentes especies de HMA puedan recolonizar, adaptarse y diversificarse. En loma, la relación de Brachiaria sp. con los HMA disminuye con la edad, especialmente después de diez años; en vega se mantiene media y estable (21-50 por ciento), mientras la colonización radical por hongos diferentes a los HMA se incrementa, mostrando posiblemente un mecanismo de competencia por el espacio radical, o una acción conjunta. Finalmente, el micelio extramatrical y las esporas en loma y vega siguen tendencias variables (incremento, descenso o estabilidad) con la edad.

Effects of vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi on the seedling growth of three Pistacia species.

The experiment was undertaken to test the efficiency of inoculation of vesicular-arbuscular mycorrhizal (VAM) fungi on the seedling growth of three Pistacia species used as rootstocks. The stratified Pistacia seeds were inoculated with VAM fungi. The highest rate of inoculated roots was 96.7% in P. khinjuck seedlings with G. clarum and G. etunicatum, 83.3% in P. vera seedlings with G. caledonium and 73.3% in P. terebinthus seedlings with G. caledonium. Mycorrhizal inoculations improved seedling height only in P. terebinthus. Certain mycorrhizal inoculations increased the leaf N, but not P and K contents. Seedlings inoculated with G. caledonium had higher reducing sugar contents. It was concluded that pre-inoculated Pistacia seedlings could have a better growth in the harsh field conditions.

Establishment of Desmoncus orthacanthos Martius (Arecaceae): effect of inoculation with arbuscular mycorrhizae

Inoculation with arbuscular mycorrhizal (AM) fungi has often promoted increased growth of plants but very little work has been done in the tropics to evaluate the effects of inoculation on the establishment and development of seedlings in forests. Desmoncus orthacanthos Martius is a scandent palm present both in early and late succession, and consequently can be used in restoration processes. A test was conducted to determine the effect of AM on the establishment of Desmoncus orthacanthos in tropical forest in the Yucatan Peninsula, Mexico. Thirty inoculated and 30 non-inoculated seedlings were introduced in two sites of different successional age, a mature forest and an eight-year old abandoned cornfield (acahual).Survival and growth parameters were evaluated after 12 months. Leaf area and phosphorus, but not height, were greater in inoculated than non-inoculated plants in the forest but not in the acahual. However, mycorrhizae had a clear effect on plant survival in both sites, with a threefold increase in survival of inoculated compared with non-inoculated plants bassed on an odds ratio. The results suggest that inoculation will be important to increase the establishment of this commercially important palm.

La inoculación con hongos micorrizógenos arbusculares (AM)promueve un incremento en el crecimiento de las plantas, sin embargo poco trabajo se ha realizado en los trópicos para evaluar el efecto de la inoculación en el proceso de establecimiento de plántulas. Desmoncus orthacanthos Martius es una palmera trepadora que se distribuye tanto en etapas tempranas y tardías de la sucesión, por lo tanto puede ser empleada en procesos de restauración. Se realizó una prueba de establecimiento de D. orthacanthos en una selva tropical de la península de Yucatán, México. Treinta plántulas inoculadas y 30 no inoculadas se establecieron en dos sitios con diferentes etapas sucesionales: selva madura y un campo abandonado de maíz (acahual). Después de 12 meses el valor de área foliar y contenido de fósforo fue mayor en el tratamiento con micorrizas en la selva pero no en el acahual, sin embargo, el tratamiento con micorrizas mostró un claro efecto en la supervivencia de las palmeras en ambos sitios con un incremento tres veces mayor en la probabilidad de supervivencia de palmeras inoculadas comparadas con las no inoculadas de acuerdo al análisis de razón de disparidad (odds ratio). La inoculación podría ser importante para incrementar el establecimiento de esta palmera.

Interacción micorrizas arbusculares-Trichoderma harzianum (Moniliaceae) y efectos sobre el crecimiento de Brachiaria decumbens (Poaceae) / Arbuscular Mycorrhizae-Trichoderma harzianum (Moniliaceae) Interaction and Effects on Brachiaria decumbens (Poaceae)’s Growth

Se efectuó un ensayo en condiciones controladas utilizando hongos formadores de micorrizas arbusculares (HFMA) nativos, provenientes de un suelo rizosférico de Pennisetum clandestinum de la Universidad Nacional de Colombia (Bogotá), manteniéndolos en plantas de Brachiaria decumbens creciendo sobre sustrato arenoso suplementado con solución nutritiva. Se evaluaron diferentes tratamientos: plantas con inóculo de HFMA, plantas con Trichoderma harzianum, plantas con HFMA+T. harzianum y plantas control no inoculadas, con el fin de determinar las posibles interacciones entre dichos microorganismos, así como su efecto sobre el crecimiento de B. decumbens. La presencia de T. harzianum disminuyó la colonización radicular por HFMA, aunque no afectó la cantidad de esporas de HFMA/g suelo seco, en tanto que la población de T. harzianum (UFC/g suelo seco) disminuyó significativamente en presencia de HFMA. Estos resultados mostraron que existen interacciones entre HFMA y T. harzianum que afectan tanto el desarrollo de HFMA como la densidad poblacional de T. harzianum. Los valores obtenidos para los parámetros del crecimiento de la planta evaluados sugieren que el efecto de la interacción entre los microorganismos sobre la planta hospedera es de tipo neutral.

Efecto de la heterogeneidad espacial y estacional del suelo sobre la abundancia de esporas de hongos micorrizógenos arbusculares en el valle semiárido de Tehuacán-Cuicatlán, México / Effect of the spatial and seasonal soil heterogeneity over arbuscular mycorrhizal fungal spore abundance in the semi-arid valley of Tehuacán-Cuicatlán, Mexico

Estudios recientes señalan que algunas especies de Mimosa (Leguminosae-Mimosoideae) forman islas de recursos (IR), ricas en materia orgánica y nutrientes del suelo, así como con esporas de hongos micorrizógenos arbusculares (HMA), en el Valle semiárido de Tehuacán-Cuicatlán. La importancia de este hecho radica en que las zonas áridas y semiáridas se caracterizan por la baja fertilidad del suelo y por su escasa precipitación, lo que limita el crecimiento y desarrollo de las especies vegetales, de manera que la presencia de HMA puede ser una ventaja para las plantas desérticas que forman micorrizas. Las fluctuaciones en el número de esporas de HMA del suelo pueden estar relacionadas con factores ambientales, edáficos y estacionales que afectan la esporulación de estos hongos, así como la historia de vida de la planta hospedera. El objetivo de este estudio fue evaluar el impacto de la heterogeneidad espacial (IR vs áreas abiertas, AA) y estacional (estación de lluvias vs inicio de sequía vs sequía) del suelo sobre la distribución y abundancia del número de esporas de HMA, en cuatro sitios de estudio en el Valle de Tehuacán-Cuicatlán. Se registraron esporas de HMA en las 120 muestras de suelo analizadas. Se registraron diferencias significativas al comparar entre el número de esporas de HMA del suelo bajo el dosel de las especies de Mimosa (IR) y el de las AA (IR > AA), así como al comparar entre los tres puntos de muestreo de suelo de las IR (suelo cercano al tronco > suelo debajo de la parte media de la copa > suelo debajo del margen de la copa). Sin embargo, no se registró diferencia significativa entre el número de esporas del suelo cercano al tronco y el del medio, así como entre el suelo del margen y el del AA. Finalmente, se reportó un mayor número de esporas en el suelo durante la estación de lluvias que durante la estación de sequía (lluvias > inicio de sequía > sequía). Por tanto, la distribución de esporas de HMA...

Recent studies have shown that some species of Mimosa (Leguminosae-Mimosoideae) create resource islands (RI), rich in soil organic matter and nutrients, as well as in arbuscular mycorrhyzal fungal (AMF) spores, in the semi-arid Valley of Tehuacán-Cuicatlán. The relevance of this fact is that arid and semi-arid regions are characterized by low fertility soils and scarce precipitation, limiting plant species growth and development; this explains why the presence of AM fungi may be advantageous for mycorrhizal desert plants. Fluctuations in AMF spore numbers could be related to environmental, seasonal and soil factors which affect AMF sporulation, in addition to the life history of the host plant. The aim of this study was to asses the impact of spatial (resource islands vs open areas, OA) and seasonal (wet season vs start of dry season vs dry season) soil heterogeneity in the distribution and abundance of AMF spores in four different study sites within the Valley. We registered AMF spores in the 120 soil samples examined. Significant differences in the number of AMF spores were reported in the soil below the canopy of Mimosa species (RI) comparing with OA (RI > OA), and between Mimosa RI themselves when comparing along a soil gradient within the RI (soil near the trunk > soil below the middle of the canopy > soil in the margin of the canopy > OA); however, there were no significant differences between the soil closest to the trunk vs middle, and margin vs OA. Finally, more spores were reported in the soil collected during the wet season than during the dry season (wet > start of dry > dry). Therefore, the distribution of AMF spores is affected by spatial and seasonal soil heterogeneity. This study points out the relevance of Mimosa RI as AMF spore reservoirs and the potential importance of AM fungi for plant species survivorship and establishment in semi-arid regions. AM fungi have recently...