Effect of aluminium on Pinus sylvestris seedlings mycorrhizal with aluminium-tolerant and aluminium-sensitive strains of Suillus luteus

• Autorzy: Rudawska M. , Kieliszewska-Rokicka B. , Leski T.

Warianty tytułu

PL

Wpływ glinu na siewki sosny zwyczajnej inokulowane dwoma szczepami grzyba Suillus luteus: tolerancyjnym i wrażliwym na glin

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Mycorrhizal syntheses of pine seedlings were conducted with Suillus luteus (L.) S.F. Gray, a strain No 14 characterised by high tolerance to Al3+ ions and a strain No 62, sensitive to aluminium. The experiment was performed as a semi-sterile culture in a peat-perlite medium with Al3+ ion concentration of 11 mM. Abundant coralloid and cluster mycorrhizas of S. luteus were formed on roots of the inoculated plants at the beginning of the experiment. Aluminium treatment limited mycorrhizal morphotypes to single and dichotomous and significantly reduced the total number of mycorrhizal tips but had no effect on extramatrical mycelium development in the potting substrate. Al treatment did not affect growth of the above-ground part of the tested plants but significantly reduced root growth of mycorrhizal seedlings. The effect of Al on the internal nutrient status was variable and not very much pronounced. A considerable amount of Al was absorbed by the roots and translocated to the shoots. Mycorrhiza formation with both strains of S. luteus did not prevent Al3+ translocation to the upper parts of the tested seedlings. The results suggest that low pH and high Al availability may harmfully influence mycorrhizal symbiosis of Scots pine (Pinus sylvestris L.) by anega tive effect on fine-root production and fewer short root tips available for colonisation rather than through a direct negative effect of Al3+ ion concentrations on extramatrical mycelium in the soil.

PL

Syntezę mikoryzową siewek sosny (Pinus sylvestris) z odpornym naglin szczepem Suillus luteus nr 14 i wrażliwym na glin szczepem nr 62 przeprowadzono w warunkach półsterylnych w szklarni. Po nawiązaniu mikoryzy siewki przez 6 miesięcy traktowano roztworem glinu o stężeniu 11 mM przy pH = 3,8. W warunkach kontrolnych (bez glinu) oba szczepy S. luteus tworzyły obfite mikoryzy pojedyncze oraz dichotomicznie i koralowato rozgałęzione. Traktowanie glinem zredukowało morfotypy mikoryzowe do pojedynczych i dichotomicznych oraz znacząco zmniejszyło całkowitą liczbę wierzchołków mikoryzowych na korzeniach siewek, ale nie ograniczyło rozwoju grzybni ekstramatrykalnej. Wwarunkach kontrolnych (bez glinu) rozwój grzybni ekstramatrykalnej, mierzony zawartością ergosterolu w podłożu był podobny w przypadku obu testowanych szczepów. Traktowanie glinem spowodowało pewien wzrost rozwoju grzybni ekstramatrykalnej szczepu tolerancyjnego i nieznaczne zahamowanie wzrostu szczepu wrażliwego. Glin ograniczył znacząco wzrost korzeni, natomiast nie stwierdzono negatywnego wpływu glinu na wzrost części nadziemnych siewek. Siewki traktowane glinem absorbowały w korzeniach znaczne ilości tego metalu, który był także przemieszczany do pędów. Stwierdzono niewielki wpływ glinu na zawartość pierwiastków mineralnych w siewkach. Badania wykazały, że przy zastosowanym wysokim stężeniu glinu szczep Nr 14 wyselekcjonowany w warunkach in vitro jako odporny na glin, nie zahamował przemieszczania jonów Al3+ do części nadziemnych siewek sosny. Wyniki sugerują, że szkodliwe działanie jonów glinu na symbiozę mikoryzową w warunkach niskiego pH polegara czej naogra niczeniu liczby wierzchołków korzeni drobnych, które potencjalnie mogą tworzyć mikoryzy, niż nabezpośrednim wpływie na grzybnię mikoryzową.

Słowa kluczowe

EN

extramatrical mycelium; ergosterol; Pinus sylvestris; Suillus luteus; seedling; forest soil; ectomycorrhizal fungi; fungi; pine seedling; aluminium

• Wydawca: -
• Czasopismo: Dendrobiology
• Rocznik: 2000
• Tom: 45
• Opis fizyczny: p.89-96,fig.,ref.

Twórcy

autor

Rudawska M.

• Institute of Dendrology, 62-035 Kornik, Poland

autor

Kieliszewska-Rokicka B.

autor

Leski T.

Bibliografia

• Browning M.H.R., Hutchinson T.C. 1991. The effects of aluminium and calcium on the growth and nutrition of selected ectomycorrhizal fungi of jack pine. Canadian Journal of Botany 69: 1691–1699.
• Cumming J.R., Wenstein L.H. 1990. Aluminiummycorrhizal interactions in the physiology of pitch pine seedlings. Plant and Soil 125: 7–18.
• Eldhuset T., Göransson A., Ingestad T. 1987. Aluminium toxicity in forest tree species. In: Effects of Pollutants on Forests, Wetlands and Agricultural Ecosystems. T.C. Hutchinson, K.M. Meema (eds.). Springer-Verlag, Berlin, pp. 401–409.
• Foy C.D., Chaney R.C., White M.C. 1978. The physiology of metal toxicity in plants. Annual Review of Plant Physiology 29: 511–566.
• Godbold D.L., Jentschke G., Winter S., Marschner P.1998. Ectomycorrhizas and amelioration of metal stress in forest trees. Chemosphere 36(4–5): 757–762.
• Göransson A., Eldhuset T.D. 1991. Effects of aluminium on growth and nutrient uptake of small Picea abies and Pinus sylvestris plants. Trees 5: 136–142.
• Hentchel E., Jentschke G., Marschner P., Schlegel H., Godbold D.L. 1993. The effect of Paxillus involutus on the aluminium sensitivity of Norway spruce seedlings, Tree Physiology 12: 379–390.
• Hintikka V. 1988. High aluminium tolerance among ectomycorrhizal fungi. Karstenia 28: 41–44.
• Jentchke G., Godbold D.L., Hüttermann A. 1991. Culture of mycorrhizal tree seedlings under controlled conditions: Effects of nitrogen and aluminium. Physiologia Plantarum 81: 408–416.
• Jongbloed R.H., Borst-Pauwels G.W.F.H. 1992. Effects of aluminium and pH on growth and potassium uptake by three ectomycorrhizal fungi in liquid culture. Plant and Soil 140: 157–165.
• Kårén O., Nylund J.E. 1996. Effects of N-free fertilization on ectomycorrhizacommunity structure in Norway spruce stands in southern Sweden. Plant and Soil 181: 295–305.
• Keltjens W.G., Loenen van E. 1989. Effects of aluminium and mineral nutrition on growth and chemical composition of hydroponically grown seedlings of five different forest tree species. Plant and Soil 119: 39–50.
• Kieliszewska-Rokicka B., Rudawska M., Leski T., Kurczyńska E.U. 1998. Effect of low pH and aluminium on growth of Pinus sylvestris L. plants mycorrhizal with resistant strain Suillus luteus (L. ex Fr.) S.F. Gray. Chemosphere 36(4–5): 751–756.
• Kong F.X., Liu Y., Hu W., Shen P.P., Zhou C.L., Wang L.S. 2000. Biochemical responses of combined effects of Al, Caa nd low pH. Chemosphere. 40: 311–318.
• Laiho O. 1970. Paxillus involutus as a mycorrhizal symbiont of forest trees. ActaForesta liaFennica 106: 1–72.
• Leski T., Rudawska M., Kieliszewska-Rokicka B. 1995. Intraspecific aluminium response in Suillus luteus (L.) S.F.Gray, an ectomycorrhizal symbiont of Scots pine. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 64: 97–105.
• Nylund J.E., Wallander H. 1992. Ergosterol analysis as a means of quantifying mycorrhizal biomass. In: Methods in Microbiology. J.R. Norris, D.J. Read, A.K. Varma (eds.), Academic Press, London, San Diego, vol. 24, pp. 77–88.
• Rost-Siebert K. 1983. Aluminium-Toxicität und -Toleranz an Keimpflanzen von Fichte (Picea abies Karst.) und Buche (Fagus sylvatica L.). Allgemeine Forst Zeitchrift 38: 686–689
• Rudawska M. 1986. Sugar metabolism of ectomycorrhizal Scots pine seedlings as influenced by different nitrogen forms and levels. In: Physiological and genetical aspects of mycorrhizae. V. Gianinazzi-Pearson, S. Gianinazzi (eds.). Proc. of the 1 st European Symposium on Mycorrhizae, Dijon, 1–5 July 1985, INRA, Paris, pp. 389–394.
• Rudawska M., Leski T. 1998. Aluminium tolerance of different Paxillus involutus Fr. strains originating from polluted and non polluted sites. Acta Societatis Botanicorum Poloniae 67(1): 115–122.
• Rudawska M., Kieliszewska-Rokicka B, Leski T., Oleksyn J. 1996. Mycorrhizal status of Scots pine (Pinus sylvestris L.) plantation affected by pollution from a phosphate fertilizer plant. Water, Air and Soil Pollution 85: 1281–1286.
• Schaedle M., Thornton F.C., Raynal D.J., Tepper H.B. 1989. Response of tree seedlings to aluminium. Tree Physiology 5: 337–356.
• Schier G.A., McQuattie C.J. 1995. Effect of aluminium on the growth, anatomy, and nutrient content of ectomycorrhizal and nonmycorrhizal eastern white pine. Canadian Journal Forest Research 25: 1252–1262.
• Tomaszewski M., Wojciechowska B. 1974. The role of growth regulators released by fungi in pine mycorrhizae. In: Plant Growth Substances. Hirokawa Publishing Co., Tokyo, Japan. pp. 217–227.
• Ulrich B. 1981. Eine ökosystemare Hypothese über die Ursachen des Tannensterbens (Abies alba Mill.). Forstwissenschaftliches Centralblatt 100: 228–236.
• Wagatsuma T., Keneko M. 1987. High toxicity of hydroxy-aluminium polymer ions to plant roots. Soil Science Plant Nutrition 33: 57–67.
• Wilkins D.A., Hodson M.J. 1989. The effects of aluminium and Paxillus involutus Fr. on the growth of Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.]. New Phytologist 113: 225–232.