Мікориза

Мікориза (грец. μύκης — гриб і ρίζα — корінь) — симбіотичне співжиття гриба з рослиною. Зазвичай таке співжиття реалізується через корінь, але в деяких випадках мікориза утворюється і з іншими частинами рослини. У мікоризній взаємодії міцелій гриба колонізує корені чи інші органи рослини-хазяїна внутрішньо або зовнішньоклітинно.

Історія вивчення

Одним з перших явище мікоризи описав у 1881-1882 роках польський біолог Каменський Ф. М.[1]. Сам термін мікориза вперше було застосовано німецьким біологом А. Б. Франком у 1885 році.[2]

Класифікація

Дуже часто виділяють три типи мікоризи: ектотрофну (зовнішню), ендотрофну (внутрішню) та екто-ендотрофну (змішану).[3][4] При ектотрофній мікоризі гіфи гриба обплітають кінчики рослин зовні, утворюючи товстий і щільний чохлик (гіфову мантію). До того ж гіфи утворюють сітку Гартіга, оточуючи клітини ризодерми, але не проникаючи в них. Така мікориза стає екто-ендотрофною, коли гіфи гриба частково проникають у клітини корової паренхіми. При ендотрофній мікоризі гіфи гриба проникають у клітини корової паренхіми, і розвиваються всередині клітин у вигляді клубочків.

Але такий поділ є неповним. У сучасній мікологічній літературі виокремлюють сім типів мікоризи: ектомікориза, ендомікориза або арбускулярна мікориза, ерикоїдна, арбутоїдна, монотропоїдна, екто-ендомікориза, та мікориза орхідних.[5]

Ектомікориза

Ектомікориза характерна для багатьох дерев, чагарників і деяких трав’яних рослин помірних широт – гіфи гриба обгортають частину коренів, яка росте, товстим щільним чохлом, кореневі волоски відмирають, а у ґрунт відходять вільні гіфи [6]. Ектомікоризний корінь характеризується наявністью трьох структурних компонентів: (1) чохлик з грибних гіфів, що оточує корінь; (2) сітку Гартіга, яка утворена лабіринтоподібно розташованими гіфами, що ростуть всередину між клітинами різодерми та кори; (3) система вільних гіфальних елементів, що ростуть ззовні від кореня та з’єднують його з ґрунтом та плодовим тілом гриба. Цей тип мікоризи читко відрізняється від інших відсутністю внутрішньоклітинних грибних структур[7]. Не зважаючи на однаковий план будови та наявність чітких структурних особливостей, ектомікоризи характеризуються високим видовим різноманіттям грибних симбіонтів: від 5000 до 6000 видів грибів з відділів Basidiomycota та Ascomycota[8] (Tuber P. Micheli ex F. H. Wigg.). Міцелій поширюється у ґрунті, відіграючи важливу роль у перенесенні органічної речовини.

Ендомікориза або арбускулярна мікориза, або везикулярно-арбускулярна мікориза

Арбускулярну мікоризу утворюють більшість трав’яних наземних рослин із ґломеромікотами (Glomeromycota), для яких симбіоз є обліґатною стадією. Арбускулярна мікориза є найпоширенішим типом мікоризи. Вона формується у великої кількості рослин-хазяїв облігатними симбіотичними грибами, які на основі даних секвенування ДНК поміщені у окремий тип Ґломеромікоти.[5][9] До цих рослин належать покритонасінні, голонасінні та спорофіти птеридофіти, що всі мають корені, а також гаметофіти деяких печіночників та птеридофітів, які коренів не мають. Є поважні підстави вважати що ці гриби виникли більш як 1000 мільйонів років тому (ще до початку виходу рослин на сушу), і що АМ симбіози є дуже древніми. Через свою роль у накопиченні поживних речовин, АМ гриби ймовірно були важливим чинником у колонізації суші рослинами.[10] [11][12][13][14][15] Вони залишаються важливими чинниками взаємодій рослин з екосистемою і у наші дні. Така мікориза відіграє особливу роль в тропіках, де ґрунти мають тенденцію заряджатися позитивно і утримувати фосфати так міцно, що їх доступність для росту рослин сильно знижується. У той же час більшість ґрунтів помірної зони заряджені негативно. Оскільки незаможні селяни в тропіках часто не можуть використовувати добрива, ендомікориза є основним постачальником фосфатів для культур, що вони розводять.[16]

Ерикоїдна мікориза
Ерикоїдний мікоризний гриб ізольований з коренів рослини Woollsia pungens

Особливий тип мікоризи – ерикоїдна – характерний для вересоцвітих (Ericales), коли сумчастий гриб (Ascomycota) утворює довкола кореня велике скупчення гіфів, причому тонкі бокові гіфи проникають у клітини кореня. Ця мікориза, очевидно, необхідна для постачання рослині насамперед азоту, а не фосфору, що особливо важливо на кислих ґрунтах і що дало змогу цим рослинам освоїти бідні ґрунти в екстремальних умовах (тундра, гори і т.п.). Цей тип мікоризи характерний також для мохоподібних (Bryophyta). [6]

Арбутоїдна мікориза

Арбутоїдну утворюють базидієві гриби з деякими деревами і трав’яними рослинами з порядку вересоцвіті (Ericales); найповніше описана для таких родів рослин, як суничник (Arbutus L.), мучниця (Arctostaphylos Adans.) і грушанка (Pyrola L.). За своєю будовою вона дуже подібна до ектомікоризи, при якій добре розвинений чохол із гіфів і сітка Гартіга всередині кореня, а відрізняється тим, що гіфи гриба також пронизують стінки кореневих епідермальних клітин, формуючи розгалужені комплекси гіфів у клітині. [6]

Монотропоїдна мікориза

Монотропоїдну утворюють базидіомікоти з безхлорофільними вересоцвітими (напр., під’ялинником – Monotropa L.) та деревом. Так само, як і безхлорофільні орхідні, монотропоїди утворюють обмежений діапазон асоціацій із грибами-хазяїнами, що належать до базидіомікотів. Напр., пітіопус (Pityopus Small) і алотропа (Allotropa Torr. et Gray) ростуть тільки з видами гриба роду тріхолома (Tricholoma (Fr.) Staude); гемітомес (Hemitomes Gray) і монотропсіс (Monotropsis Schwein. ex Elliott) – тільки з видом гриба гіднелум (Hydnellum P. Karst.); саркодес (Sarcodes Torr.) і птероспора (Pterospora Nutt.) – з грибами роду різопоґон (Rhizopogon Fr.). Monotropа, найбільший рід у цій групі, має дещо різноманітніший перелік грибів-хазяїнів, включаючи Tricholoma, Russula Pers. і Lactarius Pers.[6]

Екто-ендомікориза

Ектендомікоризу розглядають як одну із стадій або видозміну ектомікоризи; мікобіонтами є кілька видів аскомікотів.

Мікориза орхідних

Мікориза, яку утворюють рослини родини Орхідних, або Зозулинцевих (Orchidaceae) унікальна тим, що трапляється тільки в межах родини Orchidaceae. Основна характерна риса мікоризи орхідей – це формування комплексу клубочків гіфів (пелотонів) усередині клітин рослини-хазяїна. Хоча часто вважають, що мікориза орхідей належить до мутуалістичних симбіозів, на нині немає ніяких доказів того, що гриб отримує вигоду від такого об’єднання. Зроблено припущення, що орхідеї, можливо, розвинули унікальні відносини з асоційованими з ними грибами, до яких входить паразитизм, у цьому випадку – рослини на організмі гриба [Smith, Read, 1997].

 Хоча систематика грибів, асоційованих з орхідеями все ще триває, установлено низку закономірностей у мікоризних асоціаціях рослин із родини Орхідних. Наприклад, автотрофні види орхідей (ті, які містять хлорофіл у клітинах проростків та дорослих рослин) асоційовані з іншими видами грибів, ніж мікогетеротрофні види (ті, які залишаються безхлорофільними впродовж усього життєвого циклу). Загалом, сучасні дані свідчать, що представники Orchidaceae формують мікоризу з широким спектром мікоризних грибів. 

Ранній розвиток рослин, особливо з дрібним насінням (зокрема, орхідні), є повністю залежним від утворення успішної асоціації з грибом. Насіння орхідних у природі може проростати лише за умови наявності відповідних базидієвих грибів. Взаємовідносини при орхідеоїдній мікоризі унікальні, оскільки гриби постачають їм азот хоча б на стадії сходження. У наукових джерелах наявні результати багатьох досліджень впливу грибів-симбіонтів на процес проростання насіння орхідей [Peterson et al., 1998, 2004]. 

Екологічні взаємини між орхідеями, що не містять хлорофілу, і мікоризними грибами. На сьогодні відомо, що понад 100 видів орхідей повністю позбавлені хлорофілу [Leake, 2005] і їх функціонування повністю залежить від грибів-симбіонтів упродовж усього їхнього життєвого циклу. Відносини між безхлорофільними видами орхідей і мікоризними грибами досить складні. Для охарактеризування способу живлення рослин, які залежать від грибів для одержання сполук Карбону, запропоновано термін мікогетеротрофність [Leake, 1994]. Всі види орхідей є мікогетеротрофними під час проростання насіння і ранніх етапів формування проростків, а низці нездатних до фотосинтезу видів цих рослин притаманна мікогетеротрофність упродовж усього життєвого циклу [6][15] 

Взаємодія мікоризи з едафоном

Мікоризні взаємодії є важливою частиною едафону.

Значення

Мікоризотвірні гриби розкладають деякі недоступні рослинам органічні сполуки, сприяють засвоєнню фосфатів, сполук азоту, синтезують вітаміни й активатори росту, а натомість всмоктують із кореня рослини деякі речовини (передусім вуглеводи).

Див. також
  • Мікоризні гриби

Джерела та посилання
  1. Kamieński (1882). Les organes végétatifs de Monotropa hypopitys L.. Mémoires de la Société nat. des Sciences naturelles et mathém. de Cherbourg.
  2. A.B. Frank (1885). Über die auf Wurzelsymbiose beruhende Ernährung gewisser Bäume durch unterirdische Pilze. ABer. Dtsch. Bot. Ges. 3: 128–145.
  3. Костіков І. Ю., Джаган В. В., Демченко Е. М., Бойко О. А., Бойко В. Р., Романенко П. О.  Ботаніка. Водорості та гриби. — Київ, 2004. ст. 248
  4. ННечитайло В. А., Кучерява Л. Ф.  Ботаніка. Вищі рослини. — Київ, Фітосоціоцентр. 2001. ст. 64-65
  5. Sally E. Smith and David Read 2008 Mycorrhizal Symbiosis (3rd edition). Academic Press. ISBN 978-0-12-370526-6
  6. Калинець-Мамчур, Звенислава (2011). Словник-довідник з альґології та мікології (укр). Львів: Львівський національний університет імені Івана Франка. с. 127. ISBN ISBN 978-966-613-821-0.
  7. Микоризный симбиоз. С.Э. Смит, Д.Дж. Рид. Пер. с 3-го англ. издания Е.Ю. Ворониной. Москва: Товарищество научных изданий КМК. 2012. 776 с. ISBN 978-5-87317-861-2
  8. Molina, R., Massicotte, H., & Trappe, J. M. (1992). Specificity phenomena in mycorrhizal symbioses: community-ecological consequences and practical implications. Mycorrhizal functioning: an integrative plant-fungal process, 357, e423.
  9. Schüßler, A. et al. (December 2001). A new fungal phlyum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution.. Mycological Research 105 (12): 1413–1421. doi:10.1017/S0953756201005196.
  10. Simon L. et al. (1993) «Origin and diversification of endomycorrhizal fungi and coincidence with vascular land plants». Nature 363, 67-69.
  11. Remy W. et al. (1994) «Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae». Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 91, 11841-11843.
  12. Taylor T.N. et al. (1995) «Fossil arbuscular mycorrhizae from the Early Devonian». Mycologia 87, 560–573.
  13. Redecker D. et al. (2000) «Glomalean fungi from the Ordovician». Science 289, 1920–1921.
  14. Heckman D.S. et al. (2001) «Molecular evidence for the early colonization of land by fungi and plants». Science 293, 1129–1133.
  15. Антоняк Г.Л., Калинець-Мамчур З.І., Дудка І.О. та ін. (2013). Екологія грибів (укр). ЛНУ імені Івана Франка (Серія «Біологічні Студії»). с. 600. ISBN ISBN 978-617-10-0050-6.
  16. Raven, Peter H.; Eichhorn, Susan E. (1986). Biology of plants (вид. 4th ed). New York, N.Y.: Worth Publishers. с. 206. ISBN 0-87901-315-X. OCLC 13720852.

Використана література
  • Smith, S.E., Read, D.J. 2008. Mycorrhizal Symbiosis (Third edition). Academic Press, Amsterdam.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.