Л.В. Брындина, Ю.И. Арнаут, О.И. Алыкова
Скачать
№ 1 (45)
Естественные науки и лес
В данном обзоре рассмотрены результаты научных экспериментов зарубежных и отечественных исследователей в области изучения микоризных ассоциаций, механизмов их симбиоза с растениями. Приведены сведения о современном состоянии вопроса: различные точки зрения по вопросу взаимодействия микоризных растений с микобионтами. Проведен сравнительный анализ по развитию микоризы у отдельных видов растений. Установлено, что максимальная степень развития микоризы соответствует семейству буковых и липовых. Рассмотрены факторы, влияющие на развитие сбалансированных и эксплуативных микоризных ассоциаций. Даны эволюционные и функциональные характеристики типов микориз. Рассмотрена польза микоризных ассоциаций как для древесных пород, так и для видов грибов, участвующих в образовании микориз. Рассмотрена роль симбионтов в микоризе, а также форма и степень развития микоризы для микотрофных растений. Аналитический обзор исследований зарубежных и отечественных ученых позволил определить предпочтительные микоризные сообщества для лесовосстановления. Отмечено, что неблагоприятные, экстремальные условия окружающей среды в большинстве случаев активизировали рост и развитие микоризных сообществ. Все перечисленные факторы следует учитывать при подборе древесных пород и видов грибов в лесном хозяйстве при лесовосстановлении.
микориза, симбиоз, древесные породы, грибы, корневая система, микотрофные растения, микобионт
Брындина Л. В. Микоризообразующие грибы в формировании биогеоценозов: аналитический обзор / Л. В. Брындина, Ю. И. Арнаут, О. И. Алыкова // Лесотехнический журнал. – 2022. – Т. 12. – № 1 (45). – С. 4–20. – Библиогр.: с. 13–20 (65 назв.). – DOI: https://doi.org/10.34220/issn.2222-7962/2022.1/1.
- Веселкин Д. В., Лукина Н. В., Чибрик Т. С. Соотношение микоризных и немикоризных видов Экология. 2015; 5: 345–353. DOI: 10.7868/S0367059715050200.
- Лукина Н. В. Формирование фитоценозов на золоотвалах Южноуральской ГРЭС. Аридные экосистемы. 2010; 16 (4-44): 62–69.
- Лукина Н. В., Рязанова С.В. Особенности микоризообразования в техногенных экосистемах. Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2012; 7(26):261–269.
- Раков Е. А., Чибрик Т. С., Лукина Н. В., Филимонова Е. И., Глазырина М. А. Трансформация растительного покрова на рекультивационном золоотвале Нижнетуринской ГРЭС. Экология и география растений и растительных сообществ : матер. IV Междунар. науч. конференции. Екатеринбург : Гуманитарный университет. 2018. С. 777–781.
- Швартау В. В., Гуляев Б. И., Карлова А. Б. Особенности реакции растений на дефицит фосфора. Физиология и биохимия культурных растений. 2009; 41 (3): 208–212. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/30270.
- Craine J. M., Lee W. G., Bond W. J., Williams R. J., Johnson L. C. Enviromental constraints on a global relationships among leaf and root traits of grasses. Ecology. 2005; 86 (1): 12–19. DOI:10.1890/04-1075.
- Hodge A., Fitter A. H. Substantial nitrogen acquisition by arbuscularmycorrhizal fungi from organic material has implications for N cycling. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010; 107 (31): 13754–13759. DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1005874107.
- Hodge A., Storer K. Arbuscular mycorrhiza and nitrogen: implications for individual plants through to ecosystems. Plant and Soil. 2015; 386 (1): 1–19. DOI: 10.1007/s11104-014-2162-1.
- Shi M., Fisher J. B., Brzostek E. R, Phillips R. P. Carbon cost of plant nitrogen acquisition: global carbon cycle impact from an improved plant nitrogen cycle in the Community Land Model. Global Change Biology. 2016; 22 (3): 1299–1314. DOI:10.1111/gcb.13131.
- Santander C. Arbuscular mycorrhizal colonization promotes the tolerance to salt stress in lettuce plants through an efficient modification of ionic balance. J. Soil Sci. Plant Nutr. 2019; 19(2): 321–331. DOI: org/10.1007/s42729–019–00032–z.
- Thirkell T. Are mycorrhizal fungi our sustainable saviours considerations for achieving food security. J. Ecol. 2018; (105): 921–929. DOI: 10.1111/1365–2745.12788.
- Микориза растений : сборник переводов из иностр. литературы / с предисл. и под ред. проф. д-ра биол. наук Н. В. Лобанова. Москва : Сельхозиздат, 1963. 431 с.
- Trappe J. M. A. B. Frank and mycorrhizae: The challenge to evolutionary and ecologic theory. Mycorrhiza. 2005; (15): 277–281. DOI: 10.1007/s00572-004-0330-5.
- Битюцкий Н. П. Минеральное питание растений. Санкт-Петербург, 2014. 548 с. ISBN 978-5-288-05527-0.
- Глазырина М. А., Лукина Н. В., Чукина Н. В., Борисова Г. Г., Окорокова Е. С. Potentilla bifurca L. на золоотвалах Урала в разных зонально-климатических условиях. Ученые записки Петрозаводского государственного университета. 2016; 8 (161): 27–35. ISSN: 2542-1077.
- Адамова Р. М. Исследование степени развития микоризы видов дендрофлоры в связи с интродукцией. Юг России: экология, развитие. 2009; 1: 24–28.
- Какой гриб образует микоризу с сосной. Микоризные грибы. Грибы и деревья. 2018. URL: https://2balla.ru/kakoi-grib-obrazuet-mikorizu-s-sosnoi-mikoriznye-griby....
- Booth M. G. Mycorrhizal networks mediate overstorey – understory competition in a temperate forest. Ecol. Letters. 2004; (7): 538–0546.
- Read D. J., Leake J. R., Perez-Moreno J. Mycorrhizal fungi as drivers of ecosystem processes in heathland and boreal forest biomes. Can. J. Bot. 2004; (82): 1243–1263.
- ini O., Rinaldi A. C. Together but not forever: ectomycorrhizal symbiosis is an unstable affair. Mycol. Res. 2001; (150) :130 – 131.
- Cripps C. L., Eddington L. H. Distribution of mycorrhizaltypes among alpine vascular plant families on the Beartooth Plateau, Rocky Mountains, U.S.A., in reference to largescale patterns in arctic-alpine habitats. Arct., Antarct., Alp. Res. 2005; 37 (2): 177–188.
- Онипченко В. Г. Функциональная фитоценология: синэкология растений. Красанд., 2019. 576 с. ISBN 978-5-396-00915-8.
- Smith S. E., Read D. J. Mycorrhizal symbiosis. London, Academic Press. 1997; 605 p. DOI: 10.1046/j.1469-8137.1997.00851-2.
- Spatafora J. W., Chang Y, Benny G. L. et al. A phylum-level phylogenetic classification of zygomycete fungi based on genome-scale data. Mycologia. 2017; 108 (5): 1028–1046.
- Лавренов Н. Г., Зернов А. С., Кипкеев А. М. (и др.) Микориза растений в экстремальных условиях: альпийские ковры Армении. Журнал общей биологии. 2017; 78 (4): 80–85. ID: 29404069.
- Воронина Е. Ю. . Вестник Московского университета. Серия 16: Биология. 2006; 4: 17–26. URL: https://www.researchgate.net/publication/316286005.
- Kokkoris V. The role of in vitro cultivationon asymbiotic trait variation in a single species of arbuscular mycorrhizal fungus. Fungal Biol. 2019; (123): 307–317. DOI:org/10.1016/j.funbio.2019.01.005.
- Sun Z. Arbuscular mycorrhizal fungal proteins 14–3–3– are involved in arbuscule formation and responses to abiotic stresses dur-ing AM symbiosis. Front. Microbiol. 2018; (5): 919. DOI: org/10.3389/fmicb.2018.00091.
- Jiang Y. N. Plants transfer lipids to sustain colonization by mutualistic mycorrhizal and parasitic fungi. Science. 2017; (356): 1172–1175. DOI: org/10.1126/science.aam9970.
- Prasad R., Eds. Varma A., Tuteja N. Introduction to mycorrhiza: historical development in Mycorrhiza. Cham: Springer. 2017; 1–7. DOI: org/10.1007/978–3–319–53064–2_1.
- Hestrin R. Synergies between mycorrhizal fungi and soil microbial communities increase plant nitrogen acquisition. Commun. Biol. 2019; (2): 233. DOI: org/10.1038/s42003–019–0481–8.
- Paterson E. Arbuscular mycorrhizal hyphae promote priming of native soil organic matter mineralization. Plant Soil. 2016; (408): 243–254. DOI:org/10.1007/s11104–016–2928–8.
- Brundrett M. C. Diversity and classification of mycorrhizal associations. Biol. Rev. 2004; (79): 473–495. DOI: 10.1017/S146479 3103006316.
- Kothamasi D., Kuhad R.C., Babu C.R. Arbuscularmycorrhizae in Aplant survival strategies. International Society for Tropical Ecology. 2001; 42(1): 1–13. URL: https://www.researchgate.net/publication/254999588_Arbuscular_Mycorrhiza....
- Molina R., Massicotte H., Trappe J.M. Specificity phenomena in mycorrhizal symbioses: communityecological consequences and practical implications // Allen M.F. (Ed.) Mycorrhizal functioning: an integrative plant-fungal process, N.Y., Chapman and Hall. 1992; 357-423. URL: https://www.researchgate.net/publication/239726751_Specificity_phenomena....
- Berruti A. Arbuscular mycorrhizal fungi as natural biofertilizers: let’s benefit from past successes. Front Microbiol. 2016; (6): 2–13. DOI: org/10.3389/fmicb.2015.01559.
- Rouphael Y. Arbuscular mycorrhizal fungi act as biostimulants in horticultural crops. Sci. Hortic (Amsterdam). 2016; (196): 91–108. DOI: org/10.1016/j.scienta.2016.09.002.
- Berruti A. AMF components from a microbial inoculum fail to colonize roots and lack soil persistence in an arable maize field. Symbiosis. 2016; 72(1): 73–80.
- Kendrick B. The Fifth Kingdom. Focus Information Group. Newburyport. MA., 2001. 373 p.
- Read D. J. The structure and function of the vegetative mycelium of mycorrhizal roots. The ecology and physiology of the fungal mycelium. Cambridge, Cambridge University Press, 1984; 215–240.
- Koide R. T., Xu B., Sharda J. Contrasting belowground views of an ectomycorrizal fungal community. New Phytol. 2005; (166): 251–262.
- Wallander H., Nilsson L. O., Hagerberg D., Bååth E. Estimation of the biomass and seasonal growth of external mycelium of ectomycorrhizal fungi in the field. New Phytol. 2001; (151): 753–760.
- Yu T. E. J-C., Egger K. N., Peterson R. L. Ectendomycorrhizal associations – characteristics andFunctions. Mycorrhiza. 2001; (11): 167–177.
- Straker C. J. Ericoidmycorrhiza: ecological and host specificity. Mycorrhiza. 1996; (6): 215–225.
- Amaranthus M. A., Perry D. A. The functioning of ectomycorrhizal fungi in the field: linkages in space and time. Plant & Soil. 1994; 159 (1): 133–140.
- Wittkuhn R. S., Lamont B. B., He T. Combustion temperatures and nutrient transfers when grasstrees burn. Forest Ecology and Management. 2017; (399): 179–187.
- Peterson R. L., Massicotte H. B., Melville L. H. Mycorrhizas: Anatomy and Cell Biology. Ottawa, 2004; 111–121.
- Rasmussen H. N. Recent developments in the study of orchid mycorrhiza. Plant & Soil. 2002; (244): 149–163.
- Harley J. L. The fourth benefactors’ lecture. The significance of mycorrhiza. Myc. Res. 1989; (92): 129–139.
- Read D. J., Perez-Moreno J. Mycorrhizas and nutrient cycling in ecosystems – a journey towards relevance? // New Phytol. 2003; (157): 475–492.
- Макаров М. И. Роль микоризы в трансформации соединений азота в почве и азотном питании растений (обзор). Почвоведение. 2019; 2: 220–233. DOI: 10.1134/S0032180X19020102.
- Lin G., McCormack M. L., Ma C., Guo D. Similar below-ground carbon cycling dynamics but contrsting modes of nitrogen cycling between arbuscular mycorrhizal and ectomycorrhizal forests // New Phytol. 2017; (213): 1440–1451.
- Лукина Н. В., Рязанова С. В. Особенности микоризообразования в техногенных экосистемах. Экосистемы, их оптимизация и охрана. 2012; 7: 261–269.
- Катенин А. Е. Микориза растений северо-востока европейской части СССР. Ленинград : Наука. Ленингр. Отд-ние, 1972. 139 с.
- Голубинская Н. С. Получение арбускулярно-везикулярной микоризы в лабораторных условиях. Микориза растений. Пермь, 1979. С. 7–15.
- Ширинкина Л. Г. Микориза пшеницы на разных агрофонах. Микориза и другие формы консортивных отношений в природе. Пермь, 1978. С. 42–51.
- Allen M. F. Ecology of vesicular-arbuscular mycorrhizae in an arid ecosystem: use of natural processes promoting dispersal and establishment. Mycorrhizae Decade Practical Applications and Research Priorities 7th NACOM IFAS. Gainesville, FL. 2018; 133–135.
- К. И. Мицелиальные чехлы и их взаимосвязь с формами микоризного окончания хвойных. Микориза и другие формы консортивных отношений в природе. Пермь : Пермск. гос. ун-т, 1977. С. 78–81.
- Веселкин Д. В. Реакция эктомикориз Pinus sylvestris L. на техногенное загрязнение различных типов. Сиб. Экол. Журн. 2005; 4: 753–761.
- Капустин Р. В. Влияние инокуляции грибом Аmanita muscaria L. на минеральную продуктивность древесных растений на серых лесных почвах Нижегородской области. Вестник ВГУ, серия: Химия. Биология. Фармация. 2014; 3: 68-73. URL: http://www.vestnik.vsu.ru/pdf/chembio/2014/03/2014-03-13.pdf.
- St. John T. V., Coleman D. C. The role of mycorrhizae in plant ecology. Can. J. Bot. 1983; (61): 1005–1014.
- Johnson N. C., Graham J. H., Smith F. A. Functioning of mycorrhizal associations along the mutualism parasitism continuum. New Phytol. 1997; (135): 575–585.
- Jones M. D., Smith S. Exploring functional definitions of mycorrhizas: are mycorrhizas always mutualisms? Can. J. Bot. 2004; (82): 1089–1109.
- Koide R. T., Schreiner R. P. Regulation of the vesicular-arbuscularmycorrhizal symbiosis. Ann. Rev. Plant Physiol. Mol. Biol. 1992; (43): 557–581.
- Johnson D., Leake J. R., Ostle N., Ineson P., Read D. J. In situ (CO2)-C-13 pulse-labelling of upland grassland demonstrates a rapid pathway of carbon flux from arbuscular mycorrhizal mycelia to the soil. New Phytol. 2002; (153): 327–334.