Status mikoryzowy wybranych gatunków roślin na zwale popłuczkowym ZGH "Orzeł Biały" w Piekarach Śląskich

• Autorzy: Gucwa-Przepiora E. , Kucharski R. , Sas-Nowosielska A.

Warianty tytułu

EN

Mycorrhizal status of chosen plant species on the washing dump of the mining-metalulurgical plant "Orzeł Biały" in Piekary Slaskie (upper Silesia, Poland)

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mikoryza arbuskularna jest najpowszechniejszym rodzajem mikoryzy. Występuje ona u ponad 80% roślin zielnych. Partnerem grzybowym w mikoryzie arbuskularnej są gatunki należące do gromady Glomeromycota. Mikoryza jest czynnikiem znacznie poprawiającym warunki bytowania roślin na terenach przekształconych przez człowieka. Celem badań było zbadanie statusu mikoryzowego wybranych roślin zielnych, spontanicznie zasiedlających zwał popłuczkowy w Piekarach Śląskich oraz określenie poziomu kolonizacji mikoryzowej gatunków mikoryzowych. Zwał od chwili utworzenia stanowił źródło skażenia gleb, wód powierzchniowych i gruntowych a w przypadku suchej i wietrznej pogody również emisji pyłu do powietrza atmosferycznego. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że aż 90% przebadanych gatunków charakteryzowało się obecnością struktur typowych dla mikoryzy arbuskularnej. Po raz pierwszy podano status mikoryzowy dla pięciornika siedmiolistkowego, który okazał się być rośliną mikoryzową. Frekwencja mikoryzowa większości gatunków była wysoka i osiągała wartości od 60 do 100%. W przypadku 60% analizowanych gatunków roślin, więcej niż 20% kory pierwotnej korzenia było skolonizowane przez strzępki grzybów arbuskularnie mikoryzowych. Najwyższy stopień kolonizacji mikoryzowej w systemie korzeniowym obserwowano u Euphrasia rostkoviana oraz u Lotus comiculatus. Najwyższą obfitość arbuskul, stwierdzono u Euphrasia rostkoviana oraz u Lotus corniculatus i Festuca ovina. Z kolei u Deschampsia caespitosa obfitość arbuskul była wyjątkowo niska.

EN

Approximately 80% of plant species form mycorrhizal associations. Symbiotic endophytes were often suggested to improve plant establishment under extreme conditions. Therefore the aim of the present work was to study the mycorrhizal status of the selected herbaceous plants spontaneously established on heavy metal polluted wastes in Piekary Śląskie. The experiment was performed on the 80-years old heap originated from hydraulic enrichment process of lead/zinc ore. The study showed a high concentration of zinc, lead and cadmium in soil. Due to its location in the vicinity of human dwellings and agricultural areas, the site could be a source of elevated exposure to metals. Root samples collected in summer 2008 were stained according to the modified Phillips & Hayman [1970] method. The parameters of mycorrhizal development were evaluated microscopically and calculated in per cent values [Trouvelot et al. 1986]. The mycorrhizal status of investigated area was determined based on 18 species belonging to 14 plant families. AM structures were found in almost 90% of plant species. Except for Deschampsia caespitosa having relatively low AM freqency, the average frequencies of other plant species ranged from 60 to 100%. In 11 plant species, more than 20% of their root cortex was colonized by AM fungi. The arbuscule abundance exceeded 40% in Euphrasia rostkoviana and Lotus corniculatus roots. The present work confirms that arbuscular mycorrhizal symbiosis really functionied in the soil condition highly injurious for plants. AM-colonized plants have their own strategy for survival in the metal contaminated site.

Słowa kluczowe

PL

mikoryza; roslinnosc; gatunki roslin; zasiedlanie; zwaly poprzemyslowe; zwaly popluczkowe; Piekary Slaskie; ZGH Orzel Bialy; hutnictwo; zanieczyszczenia srodowiska; metale ciezkie

EN

mycorrhiza; flora; plant species; fungi colonizing plant; fungi inhabiting; dump; Piekary Slaskie town; heavy metal

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2010
• Tom: 545
• Opis fizyczny: s.253-263,tab.,fot.,bibliogr.

Twórcy

autor

Gucwa-Przepiora E.

• Zakład Botaniki Systematycznej, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska, Uniwersytet Śląski, ul.Jagiellońska 28, 40-032 Katowice

autor

Kucharski R.

autor

Sas-Nowosielska A.

Bibliografia

• Anderson Т.A., Coats J.R. (Red.) 1994. Bioremediation through Rhizosphere Technology. Washington D.C.
• Audet P., Charest Ch. 2006. Effects of AM colonization on „wild tobacco" plants grown in zinc-contaminated soil. Mycorrhiza 16: 277-283
• Brundrett M. 2002. Coevolution of roots and mycorrhizas of land plants. New Phytol. 154: 275-304
• Del Val C., Barea J.M., Azco´N-Aguilar C. 1999. Diversity of arbuscular mycorrhizal Fungus populations in Heavy-Metal-Contaminated Soils. Appl. Environ. Microbiol. 65: 718-723.
• Deram A., Languereau-Lemanb F., Howsamc M., Petitd D., Haluwynb C. 2008. Seasonal patterns of cadmium accumulalion in Arrhenatherum elatius (Poaceae): Influence of mycorrhizal and endophytic fungal colonisation. Soil Biol. Biochem. 40: 845-848.
• Gucwa-Przepióra E., Małkowski E., Sas-Nowosielska A., Kucharski R., Krzyżak J., Kita A., Römkens P.F.A.M. 2007. Effect of chemophytostabilization practices on arbuscular mycorrhiza colonization of Deschampsia cespitosa ecotype Waryński at different soil depths. Environ. Pollut. 150: 338-346.
• Gucwa-Przepióra E., Turnau K. 2001. Arbuscular mycorrhiza and plant succession on zinc smelter heap in Katowice-Welnowiec. Acta Soc. Bot. Pol. 70(2): 153-158.
• Harley I.L., Smith S.E. 1983. Mycorrhizal Symbiosis. Academic Press Inc. London: 1-31.
• Harley J.L., Harley E.L. 1987. A check list of mycorrhiza in British flora. New Phytol. 105(2): suppl. 1-102.
• Hildebrandt U., Kaldorf M., Bothe H. 1999. The zinc violet and its colonization by arbuscular mycorrhizal fungi. J. Plant Physiol. 154: 709-717.
• Koomen I., Mcgrath S.P., Giller K.E. 1990. Mycorrhizal infection of clover is delayed in soils contaminated wilh heavy metals from past sewage sludge applications. Soil Biol. Biochem. 22: 871-873.
• Leyval C., Turnau K., Haselwandter K. 1997. Effect of heavy metal pollution on mycorrhizal colonization and function: physiological, ecological and applied aspects. Mycorrhiza 7: 139-153.
• Mejstrik V. 1972. Vesicular-arbuscular mycorrhizas of the species of a Molinietum coeruleae association: the ecology. New Phytol. 71: 883-890.
• Mirek Z., Piękoś-Mirkowa H., Zając A., Zając M. 2002. Flowering Plant and Pteridophytes of Poland. A check list. W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków: 442.
• Oliveira R.S., Dodd J.C., Castro P.M.L. 2001. The mycorrhizal status of Phragmites australis in several polluted soils and sediments of an industrialised region of Northern Portugal. Mycorrhiza 10: 241-247.
• Pawłowska T.E., Błaszkowska J., Rühling Å 1996. The micorrhizal status of plants colonizing a calamine spoil mound in southern Poland. Mycorrhiza 6: 499-505.
• Peterson R.L. Massicote H.B., Melville L.H. 2004. Mycorrhizas: Anatomy and Cell Biology. NRC Research Press. Ottawa.
• Phillips J.M., Hayman D.S. 1970. Improved procedures for clearing roots and staining parasitic and vesicular-arbuscular mycorrhizal fungi for rapid assesment of infection. Transactions of British Mycological Society 55: 158-160.
• Redecker D., Raab P. 2006. Phylogeny of the Glomeromycota (arbuscular mycorrhizal fungi): recent developments and new gene markers. Mycologia 98(6): 885-895.
• Redecker D., Kodner R., Graham L.E. 2000. Glomalean fungi from the Ordovician. Science 289(5486): 1920-1921.
• Remy W., Taylor T.N., Hass Н., Kerp H. 1994. Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae. Plant Biology 91: 11841-11843.
• Repetto O., Bestel-Corre G, Dumas-Gaudot E, Berta G., Gianinazzi-Pearson V., Gianinazzi S. 2003. Targeted proleomics to identify cadmium-induced protein modifications in Glomus mosseae - inoculated pea roots. New Phytol. 157: 555-567.
• Ryszka P., Turnau K. 2007. Arbuscular mycorrhiza of introduced and native grasses colonizing zinc wastes: Implications for restoration practices. Plant and Soil 298(1-2): 219-229.
• Salt D.E., Blaylock M., Kumar N.P.B.A., Duschenkov V., Ensley B.D., Chet I., Raskin 1.1995. Phytoremediation: a novel strategy for the removal of toxic metal from the environment using plants. Biotechnology 13: 468-474.
• Schussler A., Schwarzott D., Walker Ch. 2001. A new fungal phyllum, the Glomeromycota: phylogeny and evolution. Mycological Research 105: 1413-1421.
• Silva G., Lumini E., Maia L., Bonfante P., Bianciotto V. 2006. Phylogenetic analysis of Glomeromycota by partial LSU rDNA sequences. Mycorrhiza 16: 183-189.
• Taylor T.N., Remy W., Hass H., Kerp H. 1995. Fossil arbuscular mycorrhizae from the Early Devonian. Mycologia 87(4): 560-573.
• Trouvelot A., Kough J.L., Gianinazzi-Pearson V. 1986. Mesure du taux de mycorhization VA ďun systéme radiculaire. Recherche de méthodes ďestimationayant une signification fonctionelle. Mycorrhizae: physiology and genetics. ESM 1: 217-221.
• Turnau K. 1993. Mikoryza w siedliskach skażonych metalami toksycznymi. Wiad. Botan. 37(1/2): 43-58.
• Turnau K., Anielska T., Ryszka P., Gawroński S., Ostachowicz B., Jurkiewicz A. 2008. Establishment of arbuscular mycorrhizal plants originating from xerothermic grasslands on heavy metal rich industrial wastes - New solution for waste revegetation. Plant and Soil 305(1-2): 267-280.
• Turnau K., Miszalski Z., Trovelot A., Bonfante P., Gianinazzi S. 1996. Oxalis acetosella as a monitoring plant on highly polluted soils, w: 4 ESM - Fourth Symposium on Mycorrhizas. Azcon-Aguilar C., Barea J.M. (Red.). European Comission, Granada: 483-486.
• Vivas A., Barea J.M., Azcón R. 2005. Interactive effect of Brevibacillus brevis and Glomus mosseae, both isolated from Cd contaminated soil, on plant growth, physiological mycorrhizal fungal characteristics and soil enzymatic activities in Cd polluted soli. Environ. Pollut. 134: 257-266.