Vides Vēstis
Viss atpūtai dabā
Dabas dati

Bioloģiski!
 

Arbuskulas izveidojas 2–3 dienās no labi attīstītām sēņu hifām. To dzīves cikls nav ilgāks par septiņām dienām

Arbuskulārās mikorizas sēņu hifas ar vezikulām parastās kamolzāles (Dactylis glomerata) sakņu fragmentā

Vezikula parastās kamolzāles (Dactylis glomerata) saknes šūnā

Hifu tinumi ar vezikulām parastās kamolzāles (Dactylis glomerata) saknē

Vezikula parastās kamolzāles (Dactylis glomerata) saknē

Vezikula parastās kamolzāles (Dactylis glomerata) saknē
 

Izdrukāt

Par šo rakstu saņemtas 14 atsauksmes
Apskatīt atsauksmes · Pievienot atsauksmi

Mikoriza – sēnes un auga sadarbība

Ieva Druva, LU Bioloģijas fakultāte
autores makrofoto


Mikoriza (grieķu valodā mykēs – sēne, rhiza – saknes) ir unikāla simbioze starp sēni un auga sakni. Atkarībā no mikorizu veida sēņu hifas ar baktēriju palīdzību ieaug saknes šūnās vai blīvi aptinas ap sakni, veidojot uzmavu, kas palielina barības vielu uzsūkšanas virsmu. Dažādi literatūras avoti min, ka 80–95% augu – kailsēkļi, segsēkļi, arī vairākas sūnas, staipekņi un papardes – veido simbiozi ar mikorizas sēnēm. Vācu zinātnieks A.B.Franks simbiozi atklāja tikai pirms aptuveni 100 gadiem. Arbuskulārās mikorizas sēnes no auga iegūst oglekli un cukurus, savukārt augi ar sēņu palīdzību labāk uzņem barības vielas – minerālelementus un ūdeni – nekā augi bez mikorizas. Sēnes kalpo kā barjera patogēniem.


 

Galvenie mikorizas veidi

  • endomikoriza (kuru sauc arī par vezikulāri arbuskulāro mikorizu vai arbuskulāro mikorizu) – hifas var dziļi ieaugt sakņu audos un šūnās, izveidot raksturīgas formas: arbuskulas (hifu dihotomiski zaroti veidojumi barības vielu apmaiņai) un vezikulas (hifu paplašinājumi barības vielu uzkrāšanai). Galvenā ģints ir Glomus, kas pieder pie zigomicēšu nodalījuma. Šī mikoriza ir sevišķi attīstīta vaskulārajiem augiem, minerālvielu, sevišķi fosfātu asimilācijā un piegādē. Augi ar mikorizas saknēm ir izturīgāki pret sausuma periodiem, un novērojumi rāda, ka to klātbūtne pagarina augu augšanas periodu;
  • ektomikoriza – sēņu micēlijs kā apvalks aptver sakni. Hifas skuju koku saknēs atrodas arī mizas slānī un dziļākos audos. Koku kultivēšanai kokaudzētavās ir nepieciešamas bazidiomicētes jeb cepurīšu sēnes un arī nepilnīgi pazīstamās sēnes;
  • ektoendomikoriza – sēņu hifas ir ieaugušas saknes audos un veido uzmavu uz saknes virsmas. Šis mikorizas veids ir sastopams arī kokiem. Piemēram, sila virsis (Calluna vulgaris) izšķīdina un uzsūc sakņu audos ieaugušās hifas.

Akumulē smagos metālus

Mikorizālo augu audos ir lielāka fosfora koncentrācija nekā augiem bez mikorizas. To nodrošina lielāka absorbcija sakņu audos un kopējais sakņu garums. Zinātnieki Sanders (Sanders) un Tinkers (Tinker) 1971. un 1973.gadā pirmie demonstrēja fosfora iekļūšanu sīpola (Allium cepa) mikorizētajās saknēs, ko kolonizēja ar Glomus sp. Fosfors iekļuva saknēs vidēji trīs četras reizes vairāk nekā nemikorizētās saknēs.

Mikorizētas saknes spēj labāk izmantot augsnes fosforu, kas nav pieejams nemikorizētām saknēm. Vislabāk fosforu augi uzņem pie pH 6,5. Pie zemāka pH pieaug dzelzs šķīdināšana, un alumīnija fosfāti ietekmē šķīduma koncentrāciju.

Piesaista fosforu un slāpekli

Mikorizas sēņu hifas, kas aug augsnē, bet nav kolonizējušas saknes, var absorbēt fosforu no augsnes šķīduma un pārvietot to uz saknēm. Šis process no sēnēm uz augiem notiek daudz ātrāk, nekā makroelementa uzņemšana augam tieši no augsnes.

Svarīgākie slāpekļa avoti augiem un arī endomikorizas sēnēm ir nitrāti (NO3-) un amonija joni (NH4+). Mikoriza var palīdzēt augam uzņemt nitrāta jonus sausā augsnē, kur to kustīgums ir samazināts. Mikorizai ir mazāks efekts ar nitrāta joniem mitrā augsnē, kur tos ar ūdeni uzņem saknes. Amonija joni absorbējas augsnē un ir relatīvi mazkustīgi. Mikorizas sēnes var ievērojami palielināt amonija jonu uzņemšanas ātrumu.

Slāpekļa fiksācija un asimilācija palielinās sakņu gumos, kad augs aug augsnē ar zemu fosfātu daudzumu vai arī tie ir kolonizēti ar mikorizas sēnēm. Šo efektu 1944.gadā pirmoreiz novēroja zinātnieks Asai, kurš veica pētījumu par gumu un mikorizas lomu pākšaugu augšanā. Rezultāti rāda, ka mikorizālos augos notiek atbrīvošanās no fosfora stresa, kas būtiski uzlabo citu elementu uzņemšanu.

Augi labāk pārcieš sausumu

Arbuskulārās mikorizas sēnēm ir simbiotiskas attiecības ar daudzām lauksaimniecības kultūrām. Irānā divus gadus lauku apstākļos pētīja kukurūzu. Arbuskulārai mikorizai ir liela nozīme augu sausumizturībā. Lielbritānijā siltumnīcā pētīja endomikorizas efektu sausuma stresa apstākļos kukurūzai (Zea mays). Arbuskulārās mikorizas augiem lapās konstatēja augstāku ūdens potenciālu, augi tik ātri nenovīta, lapas virsmas laukums bija lielāks. Portugālē lauku apstākļos noteica endomikorizas daudzumu tritikālei un kviešiem. Abām kultūrām kolonizācija pakāpeniski pieauga līdz vēlam pavasarim, bet pēc tam samazinājās līdz veģetācijas perioda beigām. Austrālijā noteica fosfora uzņemšanu četrām miežu šķirnēm (‘Forrest’, ‘Skiff’, ‘Clipper’, ‘Sahara’) kaļķainā augsnē (pH 8,7) siltumnīcas apstākļos. Arbuskulārās mikorizas infekcija augiem palielināja fosfora koncentrāciju šūnās. Austrijā lauku apstākļos veica pētījumu ar rudziem (Secale cereale). Tiem arbuskulārās mikorizas augu saknēs pozitīvi ietekmēja lauku ielabošana ar minerālmēsliem. ASV pētīja augsnes mitruma un augsnes struktūras ietekmi uz endomikorizu. Mikorizētā augsnē ir stabili ūdens agregāti un lielāks ārējo hifu blīvums.

Pētījumi pasaulē

Daudz pētījumu veikts par mikorizas nozīmi smago metālu akumulēšanā. Vācijā un Nīderlandē pēta smago metālu metabolisma procesus. Detalizēta hifu izpēte ļautu noteikt, kā endomikoriza smagos metālus uzņem, pārveido, lokalizē un uzkrāj. Zinātnieku grupa no Francijas, Polijas un Meksikas pēta kadmija (Cd) ietekmi uz augu produktivitāti. Arbuskulārā mikoriza reducē augiem jutīgumu uz vides stresiem, ko izraisa smagie metāli, ieskaitot kadmiju. Polijā noskaidrots, ka augu sugām, kas parasti neveido simbiotiskas attiecības ar sēnēm, ar smagajiem metāliem piesārņotā augsnē ir novērojamas hifas un arbuskulas saknēs. Igaunijā pētīta arbuskulāro mikorizu nozīme kaļķainās pļavās, to bioloģiskā daudzveidība un populāciju dinamika. Latvijā izpētītas mikorizas 49 augu sugām dažādos pļavu un mežu biotopos, kā arī lauksaimniecības zemēs. Konstatēts, ka smiltāju neļķe (Dianthus arenarius) ir nemikorizāla suga.

Daudz pētījumu veikts par mikorizas lomu minerālelementu uzņemšanā. Ķīnā un Lielbritānijā ir izpētīts, ka augiem sēņu kolonija lielāka ir augsnē ar zemu fosfora saturu nekā ar augstu. Japānā ir līdzīgs pētījums – kā fosfāta trūkums stimulē endomikorizas veidošanos melones (Cucumis melo) saknēs. Austrālijā pēta fosfora uzņemšanu olīvēm (Olea europaea). Dānijā pēta fosfora uzņemšanas un pārveidošanas mehānismus. Noskaidrots, ka, sēnēm uzņemot fosforu, tas pārveidojas par polifosfātu. Portugālē ir pētīta slāpekļa uzņemšana degradētās augsnēs. Soja, kas aug dabiskā ekosistēmā, ir garāka, producē divreiz lielāku biomasu un labāk akumulē fosforu un slāpekli. Turklāt mikorizas augu saknēs labāk attīstās dabiskā augsnē.n

 

Zinātniskais darbs tapis Ligitas Liepiņas un Jāņa Krūmiņa vadībā.