Криобиологические сосуды > Сельское хозяйство и биотехнология > Везикулярно-арбускулярная микориза

Везикулярно-арбускулярная микориза


Корни растений в природных условиях никогда не бывают сте­рильными. На их поверхности всегда присутствует типичная для данного местообитания микрофлора, причем нередко корни бывают заражены почвенными патогенными микробами. Под действием некоторых непатогенных грибов формируются осо­бые структуры; одни грибы, размножаясь, образуют вокруг мелких корешков чехол — эктомикоризу, другие, проникая в кортикальную ткань корней, образуют эндомикоризу. В резуль­тате устанавливаются симбиотические отношения, выгодные растениям-хозяевам. Эктомикоризы, образованные грибами-базидиомицетами и аскомицетами, обнаружены у некоторых де-девьев и кустарников, в частности тех, которые произрастают в умеренном поясе северного полушария, а две из трех извест­ных разновидностей эндомикоризы встречаются только в пре­делах семейств Ericaceae и Orchidaceae. Третья из них известна под названием «везикулярно-арбускулярная микориза» (ВА): при ее образовании в покровных тканях формируются харак­терные структуры. Эта разновидность микориз особенно важна для сельского хозяйства (рис. 9.3—9.5). Микориза ВА, обра­зуемая грибом-фикомицетом из семейства Endogonaceae, встре­чается особенно часто в большинстве почв всех климатических зон: она присуща большей части покрытосеменных, многим го­лосеменным, а также некоторым папоротникам и печеночникам. Микориза ВА найдена у большинства важнейших видов сель­скохозяйственных растений, она обычно встречается у важней­ших культур из семейств Gramineae и Leguminoseae, но не най­дена у видов семейства Cruciferae и сахарной свеклы.
 
Интактные корни лука
 
Рис. 9.3. Интактные корни лука, инфицированные вези-,кулярно-арбускулярным ми­коризным грибом (Phillips, .Hayman, 1970). После осветления препарат был окра­шен КОНтрипановым си­ним. Корни ииокулированы штаммом Endogone с жел­тыми вакуолярными спора­ми. Видны выходящие нару­жу гифы и несколько зон проникновения, но инфекция в глубине ткани слабая.

Рис. 9.4. Корень лука (см. рис. 9.3) с везикулами и ги­фами, располагающимися в «оре продольно (Phillips, Hayman, 1970).
 
Значение ВА-микоризы в сельском хозяйстве определяется тем, что она помогает растениям поглощать из почвы фосфаты. Фосфат-ионы в почве не очень подвижны, и поэтому вокруг корней их часто недостает. Гифы микоризы, вырастающие из корневого мицелия и распространяющиеся за пределы области, где недостает фосфата, переносят его прямо в клетки хозяина. Растения со слабо развитой корневой системой, имеющие ко­роткие торчащие корни с небольшим числом волосков (напри­мер, лук и цитрусовые), обычно не очень успешно поглощают фосфаты из почвы и «полагаются» в этом на ВА-микоризу.
 
Корень лука

Рис. 9.5. Корень лука (см. рис. 9.3) (Phillips, Hayman, 1970). Видны арбуску-лы, ответвляющиеся от расположенных продольно гиф.
 
Благодаря микоризам нередко существенно улучшается рост растений на почвах, бедных фосфором. При этом также увели­чивается поступление микроэлементов, например цинка и меди. Выявлено, что концентрация гормонов роста в растениях с ми­коризой бывает выше, чем в ее отсутствие. Есть и другие пре­имущества; когда образование микоризы происходит в присут­ствии подходящих видов Rhizobium, у бобовых усиливаются образование клубеньков и азотфиксация.
Поскольку фосфатные удобрения приходится расходовать экономно, большое внимание сегодня уделяется тому, как эф­фективнее использовать преимущества ВА-микоризы в растение­водстве. Хотя микоризные грибы встречаются повсеместно, в почве, на которой предполагается выращивать новую куль­туру, может и не быть нужных их разновидностей. Они наверяка отсутствуют в стерилизованной почве теплиц и средах для выращивания растений в горшках. Частичная стерилизация, необходимая для уничтожения патогенов и вредителей расте­ний, убивает и полезные грибы-эндофиты. Чтобы размножить в почве эндофиты или ввести их туда заново, нужна инокуляция, зю здесь возникает немало сложностей, поскольку гриб не раз­вивается без растения-хозяина. Осыпающиеся с корней крупные покоящиеся споры гриба-эндофита (около 0,15 мм в диаметре) можно отсеять от почвы и поместить на среду с агаром. Они прорастут, но в отсутствие растения-хозяина, в которое прони­кает мицелий, вскоре перестанут расти. Единственный способ получения больших количеств эндофита — это выращивание его ща подходящей линии растений. На самом деле инокулятом должна служить смесь корней мицелия и спор. На рис. 9.6 по­казано, какое благотворное действие на растения оказывает внесение в почву грибов, вызывающих образование ВА-мико­ризы.
Проростки белого клевера
 
Рис. 9.6. Проростки белого клевера, растущие на нестерильном торфе, взятом с горного луга в среднем Уэльсе. Обе группы растений были инфицированы одним и тем же местным микоризным грибом, но росли плохо (слева) до тех пор, пока не была проведена инокуляция микоризным грибом, взятым с бли­жайшего горного луга той же местности (справа). Во все горшки был добав­лен суперфосфат (40 кг/га).