Nový

Kontrola chorôb prenášaných pôdou: Organizmy v pôde, ktoré môžu poškodiť rastliny

Kontrola chorôb prenášaných pôdou: Organizmy v pôde, ktoré môžu poškodiť rastliny


Autor: Tonya Barnett, (autorka FRESHCUTKY)

Pre mnohých domácich záhradníkov nie je nič frustrujúcejšie ako strata plodiny z neznámych príčin. Zatiaľ čo bdelí pestovatelia môžu pozorne monitorovať tlak hmyzu v záhrade, ktorý môže spôsobiť zníženú úrodu, straty v dôsledku nepríjemných okolností môžu byť diagnostikovateľné ťažšie. Získanie lepšieho pochopenia pôdnych organizmov a patogénov môže pestovateľom pomôcť pri dôkladnom pochopení zdravia pôdy a záhrad.

Čo sú pôdne patogény?

Všetky pôdne ekosystémy obsahujú rôzne pôdne organizmy. Až keď tieto organizmy v pôde dokážu infikovať rastliny prostredníctvom vhodných podmienok alebo náchylnosti, začnú spôsobovať problémy záhradným plodinám.

Patogény sú organizmy v pôde, ktoré spôsobujú problémy s chorobou. Choroby spôsobené pôdnymi patogénmi môžu na rastliny vplývať rôznymi spôsobmi. Zatiaľ čo preemergentné patogény môžu spôsobiť tlmenie alebo neúspech sadeníc, iné organizmy v pôde môžu spôsobovať problémy v koreňovej zóne alebo vranách rastlín. Cievny vädnutie rastlín môže byť tiež spôsobené infekciou patogénov prenášaných pôdou.

Akonáhle organizmy v pôde prídu k infikovaniu rastliny, plodiny môžu alebo nemusia vykazovať príznaky a príznaky choroby. Vďaka rýchlemu vývoju je často ťažké ich pozorovať alebo identifikovať, kým infekcia nepostupuje po liečbe.

Kontrola chorôb prenášaných pôdou

Kľúčom k zníženiu počtu škodlivých patogénov v domácej záhrade je implementácia stratégií kontroly chorôb prenášaných pôdou. Pestovatelia môžu pomôcť znížiť prítomnosť pôdnych patogénov zakúpením rastlín od renomovaných záhradných centier alebo online škôlok.

Ďalej bude nevyhnutné zaviesť dôsledný postup údržby záhrady. Konkrétne to zahrnuje zneškodnenie predtým infikovaného rastlinného materiálu. Udržiavaním gardentidy a bez rozkladu rastlinného materiálu môžu pestovatelia pomôcť znížiť počet patogénov, ktoré sú schopné prezimovať v pôde. Čistenie a sterilizácia záhradného náradia použitého na infikované rastliny ešte viac zníži pravdepodobnosť šírenia chorôb.

Aby sa čo najlepšie predchádzalo chorobám spôsobeným pôdnymi patogénmi, musia pestovatelia zabezpečiť, aby mali rastliny optimálne podmienky pre rast. To znamená, že dostanú dostatočné slnečné svetlo, správne odvodnenie a vhodné rozostupy. Každý z týchto faktorov bude kľúčom k schopnosti patogénu pohybovať sa a infikovať záhradné rastliny. Všeobecne je pravdepodobné, že rastliny, ktoré sú zdravé a silné, nepodľahnú patogénom v pôde.

Tento článok bol naposledy aktualizovaný dňa

Prečítajte si viac o pôde, opravách a hnojivách


Ekológia chorôb prenášaných pôdou

Medzinárodný rok pôd, ktorý vyhlásilo 68. Valné zhromaždenie Organizácie Spojených národov, si kladie za cieľ zvýšiť povedomie o pôdach a mnohých životne dôležitých ekosystémových službách, ktoré poskytujú, vrátane poskytovania potravín, pohonných hmôt a vlákien, skladovania a filtrácie vody, klimatických predpisov. a rozklad odpadu. Všetky tieto služby sú výsledkom nespočetného množstva interakcií organizmov v pôde vrátane baktérií, archaeí, prvokov, húb a pôdnej fauny. Fungovanie týchto organizmov je také dôležité, že na Zemi by pravdepodobne neexistoval nadzemný život a už vôbec nie ľudský bez života v pôde. V tejto súvislosti je potrebné prečítať si nasledujúci článok o chorobách prenášaných pôdou.

Olej S je životne dôležitý pre ľudskú existenciu a veľká väčšina organizmov, ktoré sa v ňom nachádzajú, funguje v náš prospech. V pôde sa však nachádza aj menšina organizmov - niektoré z nich nazývajú pôdu svojím domovom, iné ňou prechodne prechádzajú - ktoré sú schopné spôsobiť choroby u ľudí: jedná sa o pôdne ľudské patogény a parazity. Tieto organizmy skutočne predstavujú pomerne málo skúmanú skupinu, Svetová zdravotnícka organizácia zatiaľ neuznáva choroby ľudí prenášané z pôdy ako samostatnú skupinu (s výnimkou helmintov prenášaných pôdou), ako je to napríklad v prípade chorôb prenášaných potravinami alebo zoonóz. . Tieto choroby však spôsobujú značnú úmrtnosť a chorobnosť na celom svete. Je možné znížiť výskyt takýchto chorôb prostredníctvom lepšieho pochopenia ich ekológie, ich úlohy a prežitia v pôde a postupov hospodárenia s pôdou, ktoré môžu zhoršiť alebo znížiť mieru infekcie.

Zoskupovanie chorôb prenášaných pôdou

V súčasnosti neexistuje medzinárodne uznávaný komplexný zoznam klasifikujúci, ktoré choroby ľudí sú prenášané pôdou. Súčasťou ťažkostí pri zostavovaní takého zoznamu je, že veľa patogénov sa môže preniesť cez pôdu, ak prídu do kontaktu s infekčným hostiteľom v primerane krátkom časovom rámci. Napríklad osýpky môžu teoreticky spôsobiť infekciu z povrchov vrátane povrchu pôdy, na rozdiel od priameho prenosu vzduchom. Pretože však v prvej minúte, keď sa nachádzajú mimo hostiteľa, dôjde k 30–70% zníženiu počtu životaschopných vírusových častíc, je infekcia takýmto spôsobom nepravdepodobná - za taký krátky čas bude infekčný hostiteľ pravdepodobne stále prítomný v okolí a infekcia z nich je pravdepodobnejšia cesta. Zahrnutie všetkých týchto chorôb do rámca pojmu „choroby ľudí prenášané pôdou“ sa javí ako prinajlepšom neúčinné. V správe pre Európsku komisiu z roku 2011 sme preto navrhli, aby definícia chorôb ľudí prenášaných pôdou bola „. ľudské choroby spôsobené akýmkoľvek patogénom alebo parazitom, ktorých prenos môže nastať z pôdy, a to aj pri absencii iných infekčných jedincov. “ V tej istej správe sme identifikovali 39 chorôb, ktoré sa vyskytujú globálne a zodpovedajú týmto kritériám (pozri ďalšie čítanie).

Z ekologického hľadiska je zrejmé, že identifikované patogénne organizmy možno rozdeliť do dvoch skupín. Niektoré z organizmov sú skutočné pôdne organizmy v tom, že sú schopné dokončiť svoj životný cyklus v pôde (alebo potenciálne vo vodnej alebo semi-vodnej fáze) bez potreby infikovania ľudského (alebo iného) hostiteľa. Preto sme ich pomenovali edafické (z gréčtiny pre „pravú pôdu“) patogénne organizmy (EPO). Do tejto skupiny patrí väčšina bakteriálnych a všetkých plesňových patogénov. Jedná sa o oportúnne patogény, ktoré vo všeobecnosti infikujú iba vnímavé osoby, ako sú napríklad osoby s oslabenou imunitou alebo osoby, ktoré sú opakovane alebo vo veľkom rozsahu vystavené takýmto organizmom.

Druhú skupinu tvoria obligátne patogény, ktoré sú schopné prežiť v pôde dlhší čas a potom infikovať ľudí, ktorí prichádzajú do styku s kontaminovanou pôdou. Nemôžu však dokončiť celý svoj životný cyklus v pôde, nie sú skutočnými pôdnymi organizmami. Môžu sa označovať ako pôdne prenášané patogény / parazity (STP).

Striktná kategorizácia má, ako to v prírodnom svete často býva, svoje obmedzenia. Namiesto toho pravdepodobne existuje kontinuum s určitým prekrytím organizmov medzi týmito dvoma zoskupeniami (napríklad strongyloidóza a shigelóza). Takéto rozlíšenie je však užitočné, pretože zdôrazňuje oblasti pre ďalší výskum a pomáha napríklad pri interpretácii epidemiologických údajov. Je pravdepodobné, že infekcia EPO pochádzala z pôdy, ale pri VTP je to oveľa menej isté. Táto úvaha je dôležitá pre preskúmanie, či konkrétny postup obhospodarovania pôdy zvyšuje alebo zmierňuje mieru infekcie pôdou.

Poškodenie človeka vs. degradácia pôdy

Tento rozdiel medzi ľudskými chorobami prenášanými pôdou na základe histórie života má ďalšie využitie, pretože je pravdepodobné, že EPO poskytujú ekosystémové služby, ako napríklad rozklad organických látok, potenciálne odstránenie znečisťujúcich látok alebo ovplyvnenie citlivosti pôdy na eróziu v pôde. Zníženie množstva týchto organizmov v pôde ako také môže mať nepriaznivé účinky, ako napríklad zvýšenú degradáciu pôdy. Bude potrebné identifikovať a kvantifikovať kompromisy medzi podporou ľudského zdravia a prevenciou degradácie pôdy. Naopak, je pravdepodobné, že VTP budú menej interagovať s poskytovaním ekosystémových služieb, pretože tieto organizmy budú pravdepodobne v spiacich formách alebo budú mať v pôde iba obmedzené aktivity. Z tohto dôvodu zostáva potrebné zistiť, ako môžu pôdne alebo poľnohospodárske postupy znížiť množstvo VTH v pôde alebo predĺžiť životnosť týchto organizmov. Takáto práca môže umožniť vývoj postupov hospodárenia s pôdou, ktoré potláčajú VTS, aby ich vykonávanie mohlo mať pozitívny vplyv na ľudské zdravie, najlepšie s minimálnymi účinkami z hľadiska degradácie pôdy.

Životaschopnosť a udržiavanie virulencie patogénov mimo hostiteľa závisí od niekoľkých faktorov prostredia, ako je teplota, vlhkosť, UV svetlo a pH. Je možné, že niektoré z týchto faktorov bude možné ovládať prostredníctvom postupov hospodárenia s pôdou. Napríklad povrchové vrstvy kultivovanej pôdy majú tendenciu rýchlejšie vysychať tie z nekultivovaných pôd, čo môže spôsobiť rozfúkanie pôdnych častíc a pôdnych patogénov. V súčasnosti význam každého faktora pre prežitie patogénov v pôde ešte nie je dobre známy, aj keď teplota sa všeobecne považuje za najdôležitejší faktor pre modelovanie rýchlostí mikrobiálneho rozpadu pre mikróby, ktoré nie sú schopné replikovať sa v prostredí (t. J. STP). Interakcie medzi týmito faktormi sú navyše zložité. Napríklad zvýšená pôdna vlhkosť môže byť spôsobená zvýšeným prežívaním a aktivitou mikroorganizmov v pôde a môže ju ovplyvňovať. Ukázalo sa, že znížená pôdna vlhkosť zvyšuje prenos niektorých patogénov z pôdy zvyšovaním množstva dostupného prachu, na ktorom sa môžu patogény rozptýliť. Vegetácia, ako sú krycie plodiny, pravdepodobne povedie k zníženiu miery infekcie v dôsledku zníženej veternej erózie, ale krytina v prístrešku tiež zníži množstvo UV žiarenia dopadajúceho na povrch pôdy, čo potenciálne zvýši mieru prežitia patogénov na povrchu pôdy.

FAREBNÝ SKENOVACÍ ELEKTRONICKÝ MIKROGRAF BACILUS SP. PÔDNE BAKTERIE. TIETO GRAM-POZITÍVNE BAKTERIE SÚ SAPROTROFY, ORGANIZMY, KTORÉ SA KRMIA A RASTÚ NA M DETVYCH A ROZDIAJÚCICH ORGANICKÝCH MATERIÁLOCH. SÚ SÚČASŤOU RÔZNEJ EKOLÓGIE PÔDNYCH MIKROORGANIZMOV, KTORÉ HRUJÚ VITÁLNU ÚLOHU V ROZKLADANÍ A RECYKLÁCII ORGANICKÝCH ZÁLEŽITOSTÍ.

Je pravdepodobné, že degradácia pôdy prostredníctvom procesov, ako sú erózia, strata štruktúry pôdy, dezertifikácia, nadmerné obrábanie pôdy a ťažba pôdy, bude mať na ľudské zdravie niekoľko spôsobov. Takáto degradácia vedie k zníženiu produktivity plodín, ale je tiež pravdepodobné, že zvýši infekciu z pôd, pretože infekčné organizmy sa prenášajú vzduchom na erodovaných pôdach alebo patogény prežívajú dlhšie v pôdach, ktoré majú zníženú biodiverzitu. Existuje teda jasná súvislosť medzi „zdravými“ pôdami a zdravými ľuďmi a je dôležité, aby sa toto prepojenie uznalo, aby sme mohli maximalizovať výhody a minimalizovať riziká pri využívaní základných, životodarných a neobnoviteľných zdrojov. to je pôda.

SIMON JEFFERY

Katedra kvality pôdy, Wageningen University, PO Box 47, 6708 PB Wageningen, Holandsko
[chránené e-mailom]

WIM H. VAN DER PUTTEN

Katedra ekológie terénu na Holandskom inštitúte ekológie a laboratórium nematológie na Wageningen University. PO Box 50, 6700 AB Wageningen, Holandsko
[chránené e-mailom]

ĎALŠIE ČÍTANIE

Jeffery, S. & van der Putten, W. (2011). Choroby ľudí prenášané z pôdy. Európska komisia, 24893 EUR EN - 2011.

Obrázok: Erózia pôdy. Vedec zaoberajúci sa pôdou, ktorý odčítava údaje z oblasti pšeničného poľa, ktoré utrpelo vážnu eróziu pôdy. Fotografované v štáte Washington, USA. Jack Dykinga / americké ministerstvo poľnohospodárstva / vedecká fotoknižnica. Falošné skenovacie elektrónové mikrofotografie pôdnej baktérie Sporosarcina ureae. Martin Oeggerli / Science Photo Library. Farebný skenovací elektrónový mikrograf Bacillus sp. pôdne baktérie. David Scharf / Science Photo Library..


Obsah

  • 1 Definícia
  • 2 typy
    • 2.1 Ektomykoríza
      • 2.1.1 Arbutoidná mykoríza
    • 2.2 Endomykoríza
      • 2.2.1 Arbuskulárna mykoríza
      • 2.2.2 Erikoidná mykoríza
      • 2.2.3 Mykoríza orchideová
      • 2.2.4 Monotropoidná mykoríza
  • 3 Mutualistická dynamika
    • 3.1 Výmena cukru, vody a minerálov
    • 3.2 Mechanizmy
    • 3.3 Odolnosť voči chorobám, suchu a slanosti a jej korelácia s mykorízami
    • 3.4 Odolnosť proti hmyzu
    • 3.5 Kolonizácia neúrodnej pôdy
    • 3.6 Odolnosť proti toxicite
  • 4 Zmena podnebia
  • 5 Výskyt mykorhíznych asociácií
  • 6 Objav
  • 7 Pozri tiež
  • 8 Odkazy
  • 9 Externé odkazy

Mykorhiza je symbiotické spojenie medzi zelenou rastlinou a hubou. Rastlina vytvára fotosyntézou organické molekuly, ako sú cukry, a dodáva ich plesniam. Huba dodáva rastline vodu a minerálne živiny, ako je fosfor, ktoré sa berú z pôdy. Mykorhízy sa nachádzajú v koreňoch cievnatých rastlín, ale asociácie podobné mykoríze sa vyskytujú aj v machorastoch [4] a existujú fosílne dôkazy o tom, že rané suchozemské rastliny, ktorým chýbali korene, tvorili arbuskulárne mykorhízne asociácie. [5] Väčšina druhov rastlín vytvára mykorhízne asociácie, hoci niektoré čeľade ako Brassicaceae a Chenopodiaceae nemôžu. Rôzne formy združenia sú podrobne uvedené v nasledujúcej časti. Najbežnejším je arbuskulárny typ, ktorý je prítomný v 70% druhov rastlín, vrátane mnohých kultúrnych rastlín, ako je pšenica a ryža. [6]

Mykorhízy sa bežne delia na ektomykorhízy a endomycorrhizas. Tieto dva typy sa odlišujú tým, že hyfy ektomykoríznych húb neprenikajú do jednotlivých buniek v koreňoch, zatiaľ čo hyfy endomykoríznych húb prenikajú do bunkovej steny a invaginujú bunkovú membránu. [7] [8] Endomycorrhiza zahŕňa arbuskulárny, erikoidnýa orchidea mykoríza, zatiaľ čo arbutoidné mykorízy možno klasifikovať ako ectoendomycorrhizas. Monotropoid mykorízovia tvoria osobitnú kategóriu.

Ectomycorrhiza Edit

Ectomycorrhizas alebo EcM sú symbiotické asociácie medzi koreňmi asi 10% čeľadí rastlín, väčšinou drevín vrátane brezových, dipterokarpových, eukalyptových, dubových, borovicových a ružových [9] čeľadí, orchideí [10] a húb patriacich k Basidiomycota, Ascomycota a Zygomycota. Niektoré huby EcM, napríklad mnohé Leccinum a Suillus, sú symbiotické s iba jedným konkrétnym rodom rastlín, zatiaľ čo iné huby, ako napr Amanita, sú všeobecní ľudia, ktorí tvoria mykorízu s mnohými rôznymi rastlinami. [11] Jeden strom môže mať súčasne 15 alebo viac rôznych plesňových partnerov EcM. [12] Existujú tisíce ektomykorhíznych druhov húb hostených vo viac ako 200 rodoch. Nedávna štúdia konzervatívne odhadla globálnu ektomykoríznu plesňovú druhovú bohatosť na približne 7750 druhov, aj keď na základe odhadov známych a neznámych v diverzite makromycétov by konečný odhad druhovej bohatosti ECM bol pravdepodobne medzi 20 000 a 25 000. [13]

Ektomykorhízy pozostávajú z puzdra alebo plášťa spojovníka, pokrývajúceho koniec koreňa, a Hartigovej siete hýf obklopujúcej rastlinné bunky v koreňovej kôre. V niektorých prípadoch môžu hyfy tiež preniknúť do rastlinných buniek, v takom prípade sa mykoríza nazýva ektendomykoríza. Mimo koreňa tvorí ektomykorízne extramatrické mycélium rozsiahlu sieť v pôde a vrhov listov.

Je preukázané, že živiny sa pohybujú medzi rôznymi rastlinami prostredníctvom fungálnej siete. Ukázalo sa, že uhlík sa pohybuje z papierových brezových stromov na douglasky, čím podporuje nástupníctvo v ekosystémoch. [14] Ektomykorhízna huba Laccaria bicolor Zistilo sa, že láka a zabíja jarabice na získanie dusíka, z ktorých niektoré môžu byť potom prenesené do mykorhíznej hostiteľskej rastliny. V štúdii Klironomos a Hart očkovali Eastern White Pine očkovaním L. bicolor dokázala odvodiť až 25% dusíka z chvostoskokov. [15] [16] V porovnaní s nemykorhíznymi jemnými koreňmi môže ektomykoríza obsahovať veľmi vysoké koncentrácie stopových prvkov vrátane toxických kovov (kadmium, striebro) alebo chlóru. [17]

Prvá genómová sekvencia pre zástupcu symbiotických húb, ektomykorízne bazidiomycety L. bicolor, bola publikovaná v roku 2008. [18] U tejto huby došlo k rozšíreniu niekoľkých multigénových rodín, čo naznačuje, že adaptácia na symbiózu prebiehala duplikáciou génov. V génoch špecifických pre daný rod vykazovali tie, ktoré kódujú vylučované proteíny regulované symbiózou, regulovanú expresiu v špičkách ektomykoríznych koreňov, čo naznačuje úlohu v partnerskej komunikácii. L. bicolor chýba enzýmy podieľajúce sa na degradácii zložiek rastlinnej bunkovej steny (celulóza, hemicelulóza, pektíny a pektáty), čo zabraňuje symbiontu v degradácii hostiteľských buniek počas kolonizácie koreňov. Naopak, L. bicolor má rozšírené multigénové rodiny spojené s hydrolýzou bakteriálnych a mikrofaunových polysacharidov a proteínov. Táto analýza genómu odhalila dvojitý saprotrofný a biotrofický životný štýl mykorhíznej huby, ktorý jej umožňuje rásť v pôde aj v koreňoch živých rastlín.

Arbutoidná mykoríza Upraviť

Tento typ mykorízy zahŕňa rastliny podčeľade Ericaceae z čeľade Arbutoideae. Líši sa však od erikoidnej mykorízy a podobá sa ektomykoríze, funkčne aj z hľadiska použitých húb. [ potrebná citácia ] Od ektomykorízy sa líši tým, že niektoré hyfy skutočne prenikajú do koreňových buniek, čím sa tento typ mykorízy stáva ectendomycorrhiza. [19]

Endomycorrhiza Edit

Endomycorrhizas [ je potrebné objasnenie ] sú variabilné a boli ďalej klasifikované ako mykorízy arbuskulárne, erikoidné, arbutoidné, monotropoidné a orchideové. [20]

Arbuskulárna mykoríza Edit

Arbuskulárne mykorízy alebo AM (predtým známe ako vezikulárne-arbuskulárne mykorízy alebo VAM) sú mykorízy, ktorých hyfy prenikajú do rastlinných buniek a vytvárajú štruktúry buď balónovité (vezikuly), alebo dichotomicky sa rozvetvujúce invaginácie (arbuskuly) ako prostriedok výmeny živín. . Plesňové hyfy v skutočnosti nepreniknú protoplastom (t. J. Dovnútra bunky), ale invaginujú bunkovou membránou. Štruktúra arbuskúl výrazne zvyšuje kontaktnú povrchovú plochu medzi hýfou a bunkovou cytoplazmou, aby sa uľahčil prenos živín medzi nimi.

Arbuskulárne mykorízie sú tvorené iba hubami v skupine Glomeromycota. Fosílne dôkazy [5] a analýza sekvencie DNA [21] naznačujú, že tento mutualizmus sa objavil pred 400 - 460 miliónmi rokov, keď prvé rastliny kolonizovali pôdu. Arbuskulárne mykorízie sa vyskytujú u 85% všetkých čeľadí rastlín a vyskytujú sa u mnohých druhov plodín. [9] Hyfy arbuskulárnych mykoríznych húb produkujú glykoproteín glomalin, ktorý môže byť jedným z hlavných zásob uhlíka v pôde. [22] Arbuskulárne mykorhízne huby boli (možno) nepohlavné už mnoho miliónov rokov a neobvykle môžu jednotlivci obsahovať veľa geneticky odlišných jadier (fenomén nazývaný heterokaryóza). [23]

Ericoid mycorrhiza Edit

Erikoidné mykorízy sú tretím z troch ekologicky dôležitejších druhov. Majú jednoduchú intraradikálnu (rast v bunkách) fázu, pozostávajúcu z hustých cievok hýf v najokrajovejšej vrstve koreňových buniek. Neexistuje periradikálna fáza a extraradikálna fáza pozostáva z riedkych hýf, ktoré nepresahujú príliš ďaleko do okolitej pôdy. Mohli by tvoriť sporocarpy (pravdepodobne vo forme malých pohárikov), ale ich reprodukčná biológia je málo pochopená. [8]

Ukázalo sa tiež, že erikoidné mykorízy majú značné saprotrofné schopnosti, ktoré by umožňovali rastlinám prijímať živiny z doteraz nerozložených materiálov prostredníctvom rozkladných akcií ich erikoidných partnerov. [25]

Orchidea mykoríza Upraviť

Všetky orchidey sú v určitom štádiu svojho životného cyklu myko-heterotrofné a tvoria mykorízu orchideí s radom húb basidiomycete. [ potrebná citácia ] Ich hyfy prenikajú do koreňových buniek a vytvárajú pelotóny (cievky) na výmenu živín. [ potrebná citácia ]

Monotropoidná mykoríza Upraviť

Tento typ mykorízy sa vyskytuje v podčeľadi Monotropoideae z Ericaceae, ako aj v niekoľkých rodoch Orchidaceae. Tieto rastliny sú heterotrofné alebo mixotrofné a odvodzujú uhlík od partnera huby. Toto je teda neduistický, parazitický typ mykorhíznej symbiózy. [ potrebná citácia ]

Mykorhízne huby vytvárajú vzájomný vzťah s koreňmi väčšiny druhov rastlín. V takomto vzťahu sa hovorí, že samotné rastliny a tie časti koreňov, ktoré hostia huby, sú mykorízne. Doteraz bolo skúmaných pomerne málo mykorhíznych vzťahov medzi rastlinnými druhmi a hubami, ale 95% skúmaných rodín rastlín je prevažne mykoríznych buď v tom zmysle, že väčšina ich druhov sa spája s mykorízami, alebo je na nich absolútne závislá. Orchidaceae sú známe ako rodina, v ktorej je nedostatok správnych mykoríz smrteľný dokonca aj pre klíčiace semená. [26]

Najnovší výskum ektomykorhíznych rastlín v boreálnych lesoch ukázal, že mykorhízne huby a rastliny majú vzťah, ktorý môže byť zložitejší ako jednoducho mutualistický. Tento vzťah bol zaznamenaný, keď sa neočakávane zistilo, že mykorhízne huby hromadia dusík z koreňov rastlín v čase nedostatku dusíka. Vedci tvrdia, že niektoré mykorízie distribuujú živiny založené na prostredí s okolitými rastlinami a inými mykorízami. Ďalej vysvetľujú, ako by tento aktualizovaný model mohol vysvetliť, prečo mykorízy nezmierňujú obmedzenie dusíka v rastlinách a prečo môžu rastliny pri poklese dostupnosti dusíka v pôde náhle prejsť od zmiešanej stratégie s mykorhíznymi aj nemykorhíznymi koreňmi k čisto mykoríznej stratégii. [27] Tiež sa tvrdilo, že evolučné a fylogenetické vzťahy môžu vysvetľovať oveľa väčšie rozdiely v sile mykorhíznychualizmov ako ekologických faktorov. [28]

Výmena cukru, vody a minerálov Upraviť

Mykorhízna mutalistická asociácia poskytuje hube relatívne stály a priamy prístup k uhľohydrátom, ako sú glukóza a sacharóza. [29] Sacharidy sa premiestňujú zo zdroja (zvyčajne listov) do koreňového tkaniva a ďalej k hubovým partnerom rastliny. Na oplátku rastlina získava výhody vyššej absorpčnej kapacity mycélia pre vodu a minerálne živiny, čiastočne kvôli veľkej ploche hýf húb, ktoré sú oveľa dlhšie a jemnejšie ako koreňové vlásky rastlín, a čiastočne preto, že niektoré také huby sa môžu mobilizovať pôdne minerály nedostupné pre korene rastlín. Účinkom je teda zlepšenie schopnosti rastliny vstrebávať minerály. [30]

Nepodporované korene rastlín nemusia byť schopné prijať živiny, ktoré sú chemicky alebo fyzicky imobilizované. Medzi príklady patria fosfátové ióny a mikroživiny, ako je železo. Jedna forma takejto imobilizácie sa vyskytuje v pôde s vysokým obsahom ílu alebo v pôdach so silne zásaditým pH. Mycélium mykorhíznej huby však môže získať prístup k mnohým zdrojom výživných látok a dať ich k dispozícii rastlinám, ktoré kolonizujú. [31] Mnoho rastlín je teda schopných získať fosfát bez použitia pôdy ako zdroja. Ďalšou formou imobilizácie je, keď sú živiny uzavreté v organických látkach, ktoré sa pomaly rozpadajú, ako je napríklad drevo, a niektoré mykorhízne huby pôsobia priamo ako rozkladné organizmy, mobilizujú živiny a niektoré prenášajú na hostiteľské rastliny, napríklad v niektorých dystrofických lesoch , veľké množstvo fosfátov a ďalších živín prijímajú mykorhízne hyfy pôsobiace priamo na podstielku, čím sa obchádza potreba absorpcie pôdy. [32] Orezávanie uličiek Inga, navrhovaný ako alternatíva k sekaniu a spáleniu ničenia dažďových pralesov, [33] sa spolieha na mykorízu v koreňovom systéme druhov Inga aby dážď zabránil vymývaniu fosforu z pôdy. [34]

V niektorých zložitejších vzťahoch mykorhízne huby nezhromažďujú iba imobilizované pôdne živiny, ale navzájom spájajú jednotlivé rastliny prostredníctvom mykorhíznych sietí, ktoré prenášajú vodu, uhlík a ďalšie živiny priamo z rastliny na rastlinu prostredníctvom podzemných hyfových sietí. [35]

Suillus tomentosus, huba basidiomycete, produkuje so svojou hostiteľskou rastlinou borovica domorodá špecializované štruktúry známe ako tuberculate ectomycorrhizae (Pinus contorta var. latifolia). Ukázalo sa, že tieto štruktúry sú hostiteľmi dusíkatých baktérií, ktoré prispievajú značným množstvom dusíka a umožňujú boroviciam kolonizovať miesta s nízkym obsahom živín. [36]

Úpravy mechanizmov

Medzi mechanizmy, pomocou ktorých mykorízy zvyšujú absorpciu, patria niektoré fyzikálne a niektoré chemické. Fyzikálne má väčšina mykorhíznych mycélií oveľa menší priemer ako najmenší koreň alebo koreňové vlasy, a tak môže skúmať pôdny materiál, ktorý korene a koreňové vlasy nedosahujú, a poskytuje väčšiu plochu pre absorpciu. Chemicky sa chémia bunkových membrán húb líši od chémie rastlín. Môžu napríklad vylučovať organické kyseliny, ktoré rozpúšťajú alebo chelatujú veľa iónov, alebo ich uvoľňovať z minerálov iónovou výmenou. [37] Mykorízie sú obzvlášť prospešné pre rastlinných partnerov v pôdach chudobných na živiny. [38]

Odolnosť voči chorobám, suchu a slanosti a jej korelácia s mykorízami Edit

Mykorhízne rastliny sú často odolnejšie voči chorobám, ako sú napríklad choroby vyvolané mikrobiálnymi pôdnymi patogénmi. Zistilo sa, že tieto združenia pomáhajú pri obrane rastlín nad aj pod zemou. Zistilo sa, že mykorízy vylučujú enzýmy, ktoré sú toxické pre pôdne organizmy, ako sú nematódy. [39] Novšie štúdie ukázali, že mykorhízne asociácie majú za následok primárny účinok rastlín, ktorý v podstate funguje ako primárna imunitná odpoveď. Keď sa vytvorí toto spojenie, obranná reakcia sa aktivuje podobne ako reakcia, ktorá nastane, keď je rastlina napadnutá. V dôsledku tejto inokulácie sú obranné reakcie silnejšie u rastlín s mykorhíznymi asociáciami. [40]

AMF tiež významne koreloval s premennými biologickej plodnosti pôdy, ako sú pôdne mikrobiálne spoločenstvá a súvisiace potlačenie chorôb. [41] Teda ekosystémové služby poskytované AMF môžu závisieť od pôdneho mikrobiómu. [41] Okrem toho AMF významne koreloval s fyzikálnymi premennými pôdy, ale iba s hladinou vody a nie so stabilitou agregátu. [42] [43] a sú tiež odolnejšie voči účinkom sucha. [44] [45] [46] Význam arbuskulárnych mykorhíznych húb zahŕňa zmiernenie stresu soľou a jeho priaznivé účinky na rast a produktivitu rastlín. Aj keď slanosť môže nepriaznivo ovplyvniť arbuskulárne mykorízne huby, mnoho správ ukazuje zlepšený rast a výkonnosť mykoríznych rastlín v podmienkach stresu zo soli. [47]

Odolnosť proti hmyzu Editovať

Výskum ukázal, že rastliny spojené s mykorhíznymi hubami môžu tieto podzemné spojenia využívať na produkciu a prijímanie varovných signálov. [48] ​​[49] Konkrétne, keď je hostiteľská rastlina napadnutá voškami, rastlina signalizuje ich stavu okolité rastliny. Hostiteľská rastlina uvoľňuje prchavé organické zlúčeniny (VOC), ktoré priťahujú predátorov hmyzu. Rastliny spojené s mykorhíznymi hubami sú tiež vyzvané, aby produkovali identické VOC, ktoré chránia neinfikované rastliny pred zameraním hmyzu. [48] ​​Ďalej to pomáha mykorhíznym hubám tým, že zabraňuje uhlíkovému premiestňovaniu rastlín, čo negatívne ovplyvňuje rast húb a nastáva pri napadnutí rastliny bylinožravcami. [48]

Kolonizácia neúrodnej pôdy Edit

Rastliny pestované na sterilných pôdach a v rastových médiách často fungujú zle bez pridania spór alebo hýf mykoríznych húb, aby kolonizovali korene rastlín a napomáhali pri prijímaní pôdnych minerálnych živín. [50] Neprítomnosť mykoríznych húb môže tiež spomaliť rast rastlín v ranom slede alebo na degradovanej krajine. [51] Zavedenie cudzích mykoríznych rastlín do ekosystémov s nedostatkom výživných látok predstavuje pre pôvodné nemykorhízne rastliny konkurenčnú nevýhodu. [52] Túto schopnosť kolonizovať neúrodnú pôdu definuje kategória Oligotroph.

Odolnosť proti toxicite Edit

Zistilo sa, že huby majú ochrannú úlohu pre rastliny zakorenené v pôdach s vysokou koncentráciou kovov, ako sú kyslé a kontaminované pôdy. Borovice naočkované Pisolithus tinctorius vysadené na niekoľkých kontaminovaných miestach vykazovali vysokú toleranciu k prevládajúcemu kontaminantu, prežitie a rast. [53] Jedna štúdia zistila existenciu Suillus luteus kmene s rôznou toleranciou k zinku. Ďalšia štúdia zistila, že kmene tolerantné k zinku Suillus bovinus udelená odolnosť rastlinám z Pinus sylvestris. Pravdepodobne to bolo spôsobené väzbou kovu na extramatariálne mycélium huby bez ovplyvnenia výmeny prospešných látok. [52]

Mykorízie a zmena podnebia sa týka účinkov zmeny podnebia na mykorízu, hubu, ktorá kolonizáciou koreňov vytvára endosymbiotický vzťah medzi vaskulárnou hostiteľskou rastlinou [54], a účinkami, ktoré prináša zmena podnebia. Zmena podnebia je akýkoľvek trvalý vplyv na počasie alebo teplotu. Je dôležité poznamenať, že dobrým indikátorom zmeny podnebia je globálne otepľovanie, hoci tieto dva ukazovatele nie sú analogické. [55] Teplota však hrá veľmi dôležitú úlohu vo všetkých ekosystémoch na Zemi, najmä v ekosystémoch s vysokým počtom mykorízy v pôdnej biote.

Mykorhízy sú jednou z najrozšírenejších symbióz na planéte, pretože vytvárajú interakciu rastlín a húb s takmer osemdesiatimi percentami všetkých suchozemských rastlín. [56] Rezidentné mykorízie majú úžitok z podielu cukrov a uhlíka produkovaných počas fotosyntézy, zatiaľ čo rastlina má efektívny prístup k vode a ďalším živinám, ako sú dusík a fosfor, ktoré sú rozhodujúce pre jej zdravie. [57] Táto symbióza sa stala pre suchozemské rastliny natoľko prospešná, že niektoré úplne závisia od vzťahu, v ktorom sa udržujú vo svojom príslušnom prostredí. Huby sú pre planétu nevyhnutné, pretože väčšina ekosystémov, najmä arktických, je naplnená rastlinami, ktoré prežijú pomocou mykoríz. Pre svoju dôležitosť pre produktívny ekosystém je porozumenie tejto huby a jej symbióz v súčasnosti aktívnou oblasťou vedeckého výskumu.

Vo veku asi 400 miliónov rokov obsahuje chrobák Rhynie zhromaždenie fosílnych rastlín zachované dostatočne podrobne na to, aby boli v stonkách rastlín pozorované mykorízy. Aglaophyton major. [5]

Mykorhízy sú prítomné v 92% študovaných rodín rastlín (80% druhov) [9], pričom arbuskulárne mykorízy sú rodovou a prevládajúcou formou [9] a najrozšírenejšou symbiotickou asociáciou v rastlinnej ríši. [29] Štruktúra arbuskulárnych mykoríz je od prvého objavu vo fosílnych záznamoch veľmi zachovaná [5], a to tak s vývojom ektomykoríz, ako aj so stratou mykoríz, ktoré sa opakovane vyvíjali konvergentne. [9]

Združenia húb s koreňmi rastlín sú známe minimálne od polovice 19. storočia. Avšak včasní pozorovatelia jednoducho zaznamenali túto skutočnosť bez toho, aby skúmali vzťahy medzi týmito dvoma organizmami. [58] This symbiosis was studied and described by Franciszek Kamieński in 1879–1882. [59] Further research was carried out by Albert Bernhard Frank, who introduced the term mycorrhiza in 1885. [60]


Resources:

Background on Soilborne Diseases

  • An excellent guide to soil borne diseases in vegetables, including background on the ecology of soil borne pathogens, as well as short suggestions for treating a variety of diseases. https://anrcatalog.ucanr.edu/pdf/8099.pdf
  • An open source article from the University of Karnataka, India, on some common soil borne diseases and strategies for management: http://www.rroij.com/open-access/soilborne-diseases-in-crop-plants-and-their-management.php?aid=33851
  • A guide to managing soilborne diseases in organic vegetable production done by researchers from The Ohio State University https://articles.extension.org/pages/64951/soilborne-disease-management-in-organic-vegetable-production
  • An outline of sustainable management strategies for soilborne diseases from the National Center for Appropriate Technology, including a section on using compost in disease suppression https://attra.ncat.org/attra-pub/viewhtml.php?id=283
  • A summary of soil borne diseases and methods for management in Western Australia. Part of a larger soil management website and collection of resources. https://www.agric.wa.gov.au/diseases/soil-borne-diseases
  • A short summary of soil borne plant diseases with a couple photos of mop-top disease in potato. Part of a larger website looking at the impact of the soil microbial community. http://www.fao.org/agriculture/crops/thematic-sitemap/theme/spi/soil-biodiversity/soil-organisms/the-function-of-the-soil-community/pests-diseases/en/

Specific soilborne disease management strategies


Pozri si video: O půlnoci z 26 na 2021 začíná sčítání lidu