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Micorriza ericoide

Epacris pulchella , un epacrido micorrízico ericoide del este de Australia.
Azalea occidental, Rhododendron occidentale , una especie micorrízica ericoide del oeste de América del Norte.

La micorriza ericoide es una relación mutualista formada entre miembros de la familia de plantas Ericaceae y varios linajes de hongos micorrízicos . Esta simbiosis representa una adaptación importante a los suelos ácidos y pobres en nutrientes que las especies de Ericaceae habitan típicamente, [1] incluyendo bosques boreales , pantanos y brezales . Las estimaciones del reloj molecular sugieren que la simbiosis se originó hace aproximadamente 140 millones de años. [2]

Estructura y función

Las micorrizas ericoides se caracterizan por espirales fúngicas que se forman en las células epidérmicas de las raíces de los pelos finos de las especies ericáceas. [3] Los hongos micorrízicos ericoides establecen redes hifales laxas alrededor del exterior de las raíces de los pelos, desde donde penetran las paredes de las células corticales para formar espirales intracelulares que pueden agrupar densamente las células vegetales individuales. [3] Sin embargo, los hongos no penetran las membranas plasmáticas de las células vegetales. La evidencia sugiere que las espirales solo funcionan durante un período de unas pocas semanas antes de que la célula vegetal y las hifas fúngicas comiencen a degradarse. [3]

La espiral es el sitio donde los hongos intercambian los nutrientes obtenidos del suelo por carbohidratos fijados a través de la fotosíntesis por la planta. Se ha demostrado que los hongos micorrízicos ericoides tienen capacidades enzimáticas para descomponer moléculas orgánicas complejas. [4] [5] Esto puede permitir que algunos hongos micorrízicos ericoides actúen como saprótrofos . Sin embargo, la función principal de estas capacidades enzimáticas es probablemente acceder a formas orgánicas de nutrientes, como el nitrógeno, cuyas formas mineralizadas se encuentran en cantidades muy limitadas en hábitats típicamente ocupados por plantas ericáceas. [5]

Simbiontes fúngicos

Un aislado del hongo micorrízico ericoide, Gamarada debralockiae , aislado de Woollsia pungens [6]

La mayoría de las investigaciones sobre la fisiología y función de los hongos micorrízicos ericoides se han centrado en aislamientos de hongos identificados morfológicamente como Rhizoscyphus ericae , en el orden Ascomycota Helotiales , [3] ahora conocido como una especie de Pezoloma . [7]

Además de Rhizoscyphus ericae , actualmente se reconoce que los Ascomycota cultivables como Meliniomyces (estrechamente relacionado con Rhizoscyphus ericae ), Cairneyella variabilis , Gamarada debralockiae y Oidiodendron maius forman micorrizas ericoides. [3] [8] [9] [10] La aplicación de la secuenciación de ADN a aislamientos y clones de hongos a partir de PCR ambiental ha descubierto diversas comunidades de hongos en raíces ericoides, sin embargo, no se ha verificado la capacidad de estos hongos para formar espirales micorrízicas ericoides típicas y algunos pueden ser endófitos no micorrízicos, saprobios o parásitos. [11] [12] [13] [14]

Además de los ascomicetos, las especies de Sebacina del filo Basidiomycota también se reconocen como asociadas frecuentes, pero no cultivables, de raíces ericoides, [11] [12] y pueden formar micorrizas ericoides. [15] De manera similar, los basidiomicetos del orden Hymenochaetales también han sido implicados en la formación de micorrizas ericoides. [16]

Distribución geográfica y de hospedadores

La simbiosis micorrízica ericoide está muy extendida. Las especies de Ericaceae ocupan al menos algunos hábitats en todos los continentes excepto la Antártida. [17] Unos pocos linajes dentro de Ericaceae no forman micorrizas ericoides, y en su lugar forman otros tipos de micorrizas, incluyendo manzanita ( Arctostaphylos ), madroño ( Arbutus ) y Monotropoidiae. [3] La distribución geográfica de muchos de los hongos es incierta, principalmente porque la identificación de los socios fúngicos no siempre ha sido fácil, especialmente antes de la aplicación de métodos de identificación basados ​​en ADN. [3] Se han identificado hongos atribuidos a Rhizoscyphus ericae en hábitats del hemisferio norte y sur, pero no es probable que todos sean la misma especie. Algunos estudios también han demostrado que las comunidades de hongos que colonizan raíces ericoides pueden carecer de especificidad para diferentes especies de plantas ericoides, lo que sugiere que al menos algunos de estos hongos tienen un amplio rango de hospedadores. [13] [14]

Importancia económica

Los hongos micorrízicos ericoides forman simbiosis con varias especies de cultivos y ornamentales, como arándanos, arándanos rojos y rododendros . La inoculación con hongos micorrízicos ericoides puede influir en el crecimiento de las plantas y la absorción de nutrientes. [18] Sin embargo, se han realizado muchas menos investigaciones agrícolas y hortícolas con hongos micorrízicos ericoides en relación con los hongos micorrízicos arbusculares y ectomicorrízicos .

Arándanos, un cultivo micorrízico ericoide
Arándanos altos del norte, Vaccinium corymbosum , un cultivo micorrízico ericoide

Enlaces externos

Referencias

  1. ^ Cairney, JWG y AA Meharg. 2003. Micorrizas ericoides: una asociación que aprovecha las duras condiciones edáficas. European Journal of Soil Science 54: 735–740. doi:10.1046/j.1351-0754.2003.0555.x.
  2. ^ Cullings, KW 1996. Origen filogenético único de las micorrizas ericoides dentro de las Ericaceae. Revista Canadiense de Botánica 74: 1896-1909.
  3. ^ abcdefg Smith, SE y DJ Read. 2008. Simbiosis micorrízica, tercera edición. Academic Press.
  4. ^ Cairney, JWG y RM Burke. 1998. Actividades enzimáticas extracelulares del endófito micorrízico ericoide Hymenoscyphus ericae (Leer) Korf & Kernan: sus posibles funciones en la descomposición del tejido vegetal muerto en el suelo. Plant and Soil 205: 181-192.
  5. ^ ab Read, DJ, JR Leake y J. Perez-Moreno. 2004. Hongos micorrízicos como impulsores de procesos ecosistémicos en biomas de brezales y bosques boreales. Revista Canadiense de Botánica 82: 1243-1263.
  6. ^ Midgley, DJ; Chambers, SM; Cairney, JWG (2002). "Distribución espacial de genotipos de hongos endófitos en un sistema radicular de Woollsia pungens (Ericaceae)". Revista Australiana de Botánica . 50 (5): 559. doi :10.1071/BT02020.
  7. ^ Baral HO y Berbee L. (2006) Hymenoscyphus subcarneus , un discomiceto briícola poco conocido que se encuentra en el Parque Nacional de Białowieża. Acta Mycologia 41:11-20.
  8. ^ Hambleton S, Sigler L (2005) Meliniomyces , un nuevo género anamorfo para hongos asociados a raíces con afinidades filogenéticas con Rhizoscyphus ericae (≡ Hymenoscyphus ericae ), Leotiomycetes. Estudios en Micología. 53:1-27.
  9. ^ Midgley, DJ, Rosewarne, CP, Greenfield, P., Li, D., Vockler, CJ, Hitchcock, CJ, Sawyer, NA, Brett, R., Edwards, J., Pitt, JI y Tran-Dinh, N. (2016). Información genómica sobre el catabolismo de carbohidratos de Cairneyella variabilis gen. nov., sp. nov. , los primeros informes de un genoma de un hongo micorrízico ericoide. Mycorrhiza, 26: 345–352.
  10. ^ Midgley, DJ, Sutcliffe B, Greenfield P y Tran-Dinh, N. (2018) Gamarada debralockiae gen. nov. sp. nov. —el genoma del hongo micorrízico ericoide australiano más extendido. Mycorhiza, 28: 379-389.
  11. ^ ab Allen, TR, T. Millar, SM Berch y ML Berbee. 2003. El cultivo y la extracción directa de ADN permiten encontrar diferentes hongos a partir de las mismas raíces micorrízicas ericoides. New Phytologist 160:255-272.
  12. ^ ab Selosse, MA, S. Setaro, F. Glatard, F. Richard, C. Urcelay y M. Weiss. 2007. Los sebacinales son asociados micorrícicos comunes de Ericaceae. Nuevo fitólogo 174:864-878.
  13. ^ ab Kjoller, R., M. Olsrud y A. Michelsen. 2010. Especies de plantas ericáceas coexistentes en una comunidad de pantano subártico comparten endófitos de raíces fúngicas. Fungal Ecology 3:205-214.
  14. ^ ab Walker, JF, L. Aldrich-Wolfe, A. Riffel, H. Barbare, NB Simpson, J. Trowbridge y A. Jumpponen. 2011. Diversas Helotiales asociadas con las raíces de tres especies de Arctic Ericaceae no brindan evidencia de especificidad del hospedador. New Phytologist 191: 515-527.
  15. ^ Vohník M, Pánek M, Fehrer J, Selosse MA (2016) Evidencia experimental del potencial de micorrizas ericoides en Serendipitaceae (Sebacinales). Micorrizas 26:831–846
  16. ^ Kolarik M, Vohnik M (2018) Cuando el ADN ribosómico no dice la verdad: el caso de la posición taxonómica de Kurtia argillacea, un hongo micorrízico ericoide que reside entre Hymenochaetales. Fungal Biology 122:1–18
  17. ^ "Sitio web sobre la filogenia de las angiospermas".
  18. ^ Scagel, CF 2005 La inoculación con hongos micorrízicos ericoides altera el uso de fertilizantes en cultivares de arándanos altos. HortScience 40: 786-794.