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Environmental heterogeneity and AMF genetic diversity

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Pilze der Rhizosphäre auf dem Prüfstand

In der Rhizosphäre lebende Pflanzen und Pilze entwickeln sich seit mehr als 400 Millionen Jahren gemeinsam weiter. EU-Forscher testeten nun die Auswirkungen unterschiedlicher Wurzelumgebungen auf die Genetik der Pilze.

Klimawandel und Umwelt

Arbuskuläre Mykorrhizapilze (AMF) gehen mit den Wurzeln der meisten Landpflanzen mutualistische symbiotische Beziehungen ein. Ungewöhnlicherweise sind diese coenocytisch, das heißt, sie sind naturgemäß mehrkernig. Das Projekt "Environmental heterogeneity and AMF genetic diversity" (AMFGENDIV) untersuchte, ob diese genetische Heterogenität durch Veränderungen in der Umwelt gesteuert wird. Beim Basisversuchsaufbau verwendete man bis zu drei AMF-Individuen (alle aus verschiedenen Sporen) und drei Pflanzenarten. In geplanten zukünftigen Forschungsvorhaben wird man diesen Aufbau einsetzen und weitere Variablen hinzufügen und auf Kontaminationsfreiheit testen. Die Forscher analysierten Reaktionen im Pflanzenwachstum und stellten signifikante Effekte der Segregation in den AMF fest. Es waren sowohl positive als auch negative Rückkopplungen zwischen AMF und Pflanzen offensichtlich. Überdies gibt es Hinweise, dass eine Auswahl auf AMF-Ebene stattfand. Die AMFGENDIV-Wissenschaftler führten außerdem neuen AMF in In-vitro-Kulturen ein. Aus einer einzigen Sporenkultur erhielten sie lauter Einzelzelllinien. Eine Veränderung des Wirts ergab Auswirkungen auf das Wachstum der verschiedenen Zelllinien. Die Resultate zeigen außerdem an, dass die anfängliche Sporenanzahl für das Pilzwachstum ausschlaggebend ist. Jedoch war mit den von den Forschern angewandten Markern keine Trennung nachzuweisen. Ein äußerst interessantes Merkmal dieser Pflanzenwirt-AMF-Beziehungen ist, dass die Pflanze ihrem "Lieblingspilz" bei räumlichem Abstand mehr Nährstoffe bereitstellt. Die Experimente ergaben Hinweise auf einen zusätzlichen Effekt des AMF-Genotyps auf das Pflanzenwachstum. Überdies waren Auswirkungen der Pflanzen- und Phosphatbehandlung sowie signifikante Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Pflanzenarten, Phosphatbehandlungen und AMF-Isolaten vorhanden. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Mykorrhizapilze für die Förderung der globalen Nahrungsmittelsicherheit von Bedeutung sind. Die Vorteile einer gesunden Rhizosphäre liegen auf der Hand: noch bessere Ernährung, Resistenz gegen Krankheitserreger und Toxizität sowie Förderung der Ansiedlung nützlicher Pilze. So hat die AMFGENDIV-Forschung das Wissen über die Erhaltung der genetischen Vielfalt von Pilzen in einem individuellen Maßstab vermehrt.

Schlüsselbegriffe

Rhizosphäre, arbuskuläre Mykorrhizapilze, mutualistische Symbiose, genetische Heterogenität, Umwelt, Sporen, Phosphatbehandlung

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18 September 2005