Mykorrhiza Definition
Mykorrhiza bedeutet wörtlich übersetzt „Pilzwurzel.“ Mykorrhiza definiert eine (allgemein) gegenseitig vorteilhafte Beziehung zwischen der Wurzel einer Pflanze und einem Pilz, der die Pflanzenwurzel besiedelt. In vielen Pflanzen sind Mykorrhiza Pilze, die in den Wurzeln der Pflanze oder auf den Oberflächen der Wurzeln wachsen. Die Pflanze und der Pilz haben eine für beide Seiten vorteilhafte Beziehung, wobei der Pilz die Wasser- und Nährstoffaufnahme in der Pflanze erleichtert und die Pflanze dem Pilz durch Photosynthese Nahrung und Nährstoffe liefert. Dieser Austausch ist ein wesentlicher Faktor in Nährstoffkreisläufen und der Ökologie, Evolution und Physiologie von Pflanzen.
In einigen Fällen ist die Beziehung nicht für beide Seiten von Vorteil. Manchmal ist der Pilz leicht schädlich für die Pflanze, und zu anderen Zeiten ernährt sich die Pflanze vom Pilz.
Nicht alle Pflanzen haben Mykorrhiza-Assoziationen. In Umgebungen, in denen Wasser und Nährstoffe im Boden reichlich vorhanden sind, benötigen Pflanzen weder die Unterstützung von Mykorrhizapilzen, noch können Mykorrhizapilze in solchen Umgebungen keimen und wachsen.
Arten von Mykorrhizen
Es gibt zwei vorherrschende Arten von Mykorrhizen: Ektomykorrhizen und Endomykorrhizen. Sie werden danach klassifiziert, wo sich die Pilze auf den Pflanzen ansiedeln.
Ektomykorrhiza
Ektomykorrhiza neigt dazu, gegenseitige symbiotische Beziehungen mit Gehölzen wie Birke, Buche, Weide, Kiefer, Eiche, Fichte und Tanne einzugehen. Ektomykorrhiza-Beziehungen sind durch eine interzelluläre Oberfläche gekennzeichnet, die als Hartig-Netz bekannt ist. Das Hartig-Netz besteht aus stark verzweigten Hyphen, die die epidermalen und kortikalen Wurzelzellen verbinden. Zusätzlich kann Ektomykorrhiza durch die Bildung einer dichten Hyphenhülle identifiziert werden, die die Wurzeloberfläche umgibt. Dies wird als Mantel bezeichnet. Mit anderen Worten, Ektomykorrhiza lebt nur an der Außenseite der Wurzel. Insgesamt haben nur 5-10% der Landpflanzenarten Ektomykorrhiza.
Endomykorrhiza
Andererseits kommen Endomykorrhizen in über 80% der vorhandenen Pflanzenarten vor – einschließlich Kulturpflanzen und Gewächshauspflanzen wie den meisten Gemüsesorten, Gräsern, Blumen und Obstbäumen. Endomykorrhiza-Beziehungen sind durch ein Eindringen der kortikalen Zellen durch die Pilze und die Bildung von Arbuskeln und Vesikeln durch die Pilze gekennzeichnet. Mit anderen Worten, Endomykorrhiza haben einen Austauschmechanismus auf der Innenseite der Wurzel, wobei sich die Hyphen des Pilzes außerhalb der Wurzel erstrecken. Es ist eine invasivere Beziehung im Vergleich zu der der Ektomykorrhiza.
Endomykorrhiza werden weiter in bestimmte Typen unterteilt: Arbuskuläre Mykorrhiza, Ericaceous Mykorrhiza, Arbutoid Mykorrhiza und Orchidaceous Mykorrhiza.
Beispiele für Mykorrhiza
Orchideenmykorrhiza
Wie oben erwähnt, können einige Orchideen vor dem Keimlingsstadium keine Photosynthese durchführen. Andere Orchideen sind völlig nicht photosynthetisch. Alle Orchideen sind jedoch zumindest für einen Teil ihres Lebens auf den Zucker ihres Pilzpartners angewiesen. Orchideensamen erfordern eine Pilzinvasion, um zu keimen, da die Sämlinge unabhängig voneinander nicht genügend Nährstoffe aufnehmen können, um zu wachsen. In dieser Beziehung parasitiert die Orchidee den Pilz, der in ihre Wurzeln eindringt. Sobald die Samenschale reißt und Wurzeln entstehen, dringen die Hyphen der Orchideenmykorrhiza in die Wurzelzellen ein und bilden Hyphen oder Pelotonen, die Orte des Nährstoffaustauschs sind.
Arbuskuläre Mykorrhiza
Arbuskuläre Mykorrhiza sind die am weitesten verbreiteten Micorrhiza-Arten und bekannt für ihre besonders hohe Affinität zu Phosphor und ihre Fähigkeit zur Nährstoffaufnahme. Sie bilden Arbuskeln, an denen Nährstoffe wie Phosphor, Kohlenstoff und Wasser ausgetauscht werden. Die an dieser Mykorrhiza-Assoziation beteiligten Pilze gehören zur Familie der Zygomycota und scheinen obligate Symbionten zu sein. Mit anderen Worten, die Pilze können nicht in Abwesenheit ihres Pflanzenwirts wachsen.
Ericaceous Mycorrhiza
Ericaceous mycorrhizae kommt im Allgemeinen auf Pflanzen der Ordnung Ericales und in unwirtlichen, sauren Umgebungen vor. Während sie die Wurzelzellen durchdringen und invaginieren, bilden ericoide Mykorrhiza keine Arbuskeln. Sie helfen jedoch, den Erwerb von Mineralien wie Eisen, Mangan und Aluminium durch die Pflanze zu regulieren. Zusätzlich bilden Mykorrhizapilze Hyphen-Spulen außerhalb der Wurzelzellen, wodurch das Wurzelvolumen signifikant erhöht wird.
Arbutoide Mykorrhiza
Arbutoide Mykorrhiza sind eine Art von Endomykorrhizapilzen, die Ektomykorrhizapilzen ähnlich sehen. Sie bilden eine Pilzhülle, die die Wurzeln der Pflanze umfasst; Die Hyphen der arbutoiden Mykorrhiza dringen jedoch in die kortikalen Zellen der Pflanzenwurzeln ein und unterscheiden sie von Ektomykorrhizapilzen.
Ektotrophe Mykorrhiza
Die an dieser Mykorrhiza-Assoziation beteiligten Pilze stammen aus den Familien Ascomyota und Basidiomyota. Sie kommen in vielen Bäumen in kühleren Umgebungen vor. Im Gegensatz zu ihren holzverrottenden Familienmitgliedern sind diese Pilze nicht geeignet, Zellulose und andere Pflanzenmaterialien abzubauen; Stattdessen beziehen sie ihre Nährstoffe und Zucker aus den Wurzeln ihres lebenden Pflanzenwirts.
Pflanzenvorteile durch Mykorrhizen
Mykorrhiza-Assoziationen sind besonders vorteilhaft in Gebieten, in denen der Boden nicht genügend Stickstoff und Phosphor enthält, sowie in Gebieten, in denen Wasser nicht leicht zugänglich ist. Da die Mykorrhiza-Myzelien viel feiner und im Durchmesser kleiner sind als Wurzeln und Wurzelhaare, vergrößern sie die Oberfläche zur Aufnahme von Wasser, Phosphor, Aminosäuren und Stickstoff erheblich — fast wie ein zweiter Satz Wurzeln! Da diese Nährstoffe für das Pflanzenwachstum essentiell sind, haben Pflanzen mit Mykorrhiza-Assoziationen einen Vorsprung gegenüber ihren nicht-Mykorrhiza-assoziierten Gegenstücken, die ausschließlich auf Wurzeln für die Aufnahme von Materialien angewiesen sind. Ohne Mykorrhiza können Pflanzen auskonkurriert werden, was möglicherweise zu einer Veränderung der Pflanzenzusammensetzung des Gebiets führt.Darüber hinaus haben Studien ergeben, dass Pflanzen mit Mykorrhiza-Assoziationen resistenter gegen bestimmte bodenbürtige Krankheiten sind. Tatsächlich können Mykorrhizapilze eine wirksame Methode zur Krankheitsbekämpfung sein. Bei der Ummantelung von Mykorrhiza bilden sie eine physikalische Barriere zwischen Krankheitserregern und Pflanzenwurzeln. Mykorrhiza verdickt auch die Zellwände der Wurzel durch Verholzungen und die Produktion anderer Kohlenhydrate; Konkurrieren Sie mit Krankheitserregern um die Aufnahme essentieller Nährstoffe; Stimulieren Sie die pflanzliche Produktion von Metaboliten, die die Krankheitsresistenz erhöhen; stimulieren flavonolic wand infusionen, die verhindern läsion bildung und invasion durch pathogene; und erhöhen anlage wurzel konzentrationen von orthodihydorxy phenol und andere allochemicals zu abzuschrecken pathogene aktivität. Zusätzlich zur Krankheitsresistenz können Mykorrhizapilze ihrer Wirtspflanze auch Resistenz gegen Toxizität und Resistenz gegen Insekten verleihen, was letztendlich die Fitness und Vitalität der Pflanzen verbessert.
In komplexeren Beziehungen können Mykorrhizapilze einzelne Pflanzen innerhalb eines Mykorrhiza-Netzwerks verbinden. Dieses Netzwerk dient zum Transport von Materialien wie Wasser, Kohlenstoff und anderen Nährstoffen von Pflanze zu Pflanze und bietet sogar eine Art Verteidigungskommunikation über Chemikalien, die einen Angriff auf eine Person innerhalb des Netzwerks bedeuten. Pflanzen können diese Signale nicht nur nutzen, um natürliche Insektenschutzmittel zu produzieren, sie können sie auch verwenden, um einen Lockstoff zu produzieren, um natürliche Raubtiere der Schädlinge der Pflanze einzubringen!
In einigen Fällen ermöglichen Mykorrhizapilze Pflanzen, die Notwendigkeit der Bodenaufnahme zu umgehen, wie z. B. Bäume in dystrophischen Wäldern. Hier werden Phosphate und andere Nährstoffe über Mykorrhizahyphen direkt aus der Laubstreu entnommen.
Mykorrhizapilze sind auch in der Lage, mit der Umwelt zu interagieren und sie zugunsten der Wirtspflanzen zu verändern — nämlich durch die Verbesserung der Bodenstruktur und -qualität. Die Filamente von Mykorrhizapilzen bilden Huminverbindungen, Polysaccharide und Glykoproteine, die Böden binden, die Bodenporosität erhöhen und die Belüftung und Wasserbewegung in den Boden fördern. In Umgebungen mit stark verdichteten oder sandigen Böden kann eine verbesserte Bodenstruktur für das Überleben der Pflanzen wichtiger sein als die Nährstoffaufnahme.Einige Ektomykorrhiza-Assoziationen schaffen Strukturen, die stickstofffixierende Bakterien beherbergen, die weitgehend zur Stickstoffmenge beitragen würden, die von Pflanzen in nährstoffarmen Umgebungen aufgenommen wird, und eine große Rolle im Stickstoffkreislauf spielen würden. Die Mykorrhizapilze binden Stickstoff jedoch nicht selbst.
Pilze profitieren von Pflanzen
Wenn die Pflanze mit genügend Wasser und Nährstoffen versorgt wird, kann sie Photosynthese betreiben und Glukose und Saccharose produzieren — von denen einige den Mykorrhizapilzen direkt zugänglich gemacht werden. Die Pilze werden auch mit photosynthetisch fixiertem Kohlenstoff vom Wirt versorgt, der als Auslöser für die Stickstoffaufnahme und den Transport durch die Pilze fungiert. All dies ist notwendig für das Wachstum und die Vermehrung von Pilzen.
Quiz
1. Mykorrhiza-Beziehungen verbessern die Pflanzenabwehr gegen Schädlinge und Krankheitserreger durch die folgenden Mechanismen AUßER:
A. Physische Interaktion mit der Wurzel, die es schützt.
B. Stimulierung der Produktion von Pathogen-/insektenabweisenden Metaboliten.
C. Stimulation der Produktion von Antikörpern gegen den eindringenden Erreger/Schädling.
D. Einnahme essentieller Nährstoffe von Krankheitserregern / Schädlingen.
2. Was ist einer der Vorteile, die eine Pflanze von der Mykorrhiza-Assoziation erhält?
A. Erhöhte Photosyntheseeffizienz.
B. Verbesserter Zugang zu Bodennährstoffen und Wasser.
C. Resistenz gegen schädliche tierische Aktivitäten.
D. XXXX
3. Was ist keine Kategorie von Mykorrhiza?
A. Exomykorrhiza
B. Endomycorrihiza
C. Ectomykorrhiza
D. Ericoid mykorrhiza
- Ektomykorrhiza. (2017, Mai 14). Abgerufen am 16. Mai 2017 von https://en.wikipedia.org/wiki/Ectomycorrhiza
- Was sind Mykorrhizen? – GrowersGold. (2011, 3. März). Abgerufen am 16. Mai 2017 von http://www.growersgold.net/what-is-mycorrhizae
- Zeng, R. (2006). Krankheitsresistenz in Pflanzen durch Mykorrhizapilze induzierte Allelochemikalien. Allelochemikalien: Biologische Kontrolle von Pflanzenpathogenen und Krankheiten Krankheitsmanagement von Obst und Gemüse, 181-192. doi:10.1007/1-4020-4447-x_10