Navigating the labyrinth: a guide to sequence-based, community ecology of arbuscular mycorrhizal fungi

Data generated from next generation sequencing (NGS) will soon comprise the majority of information about arbuscular mycorrhizal fungal (AMF) communities. Although these approaches give deeper insight, analysing NGS data involves decisions that can significantly affect results and conclusions. This is particularly true for AMF community studies, because much remains to be known about their basic biology and genetics. During a workshop in 2013, representatives from seven research groups using NGS for AMF community ecology gathered to discuss common challenges and directions for future research. Our goal was to improve the quality and accessibility of NGS data for the AMF research community. Discussions spanned sampling design, sample preservation, sequencing, bioinformatics and data archiving. With concrete examples we demonstrated how different approaches can significantly alter analysis outcomes. Failure to consider the consequences of these decisions may compound bias introduced at each step along the workflow. The products of these discussions have been summarized in this paper in order to serve as a guide for any researcher undertaking NGS sequencing of AMF communities.

Efeito do fósforo, fumigação do substrato e fungo micorrízico arbuscular sobre o crescimento de plantas de mamoeiro

Estudou-se o efeito da inoculação com o fungo micorrízico arbuscular (FMA), Glomus macrocarpum, da fumigação do substrato e da adição de fósforo solúvel (60, 120, 240 e 480 mg kg-1 de P no solo) sobre as variáveis altura, número de folhas e diâmetro do caule de plantas de mamoeiro cv. Sunrise Solo.O FMA edoses crescentes de fósforo, isoladamente, exerceram efeitos significativos sobre essas variáveis. Não houve efeito significativo do fator fumigação do substrato. O efeito da inoculação foi mais acentuado no tratamento com adição de 60 mg kg-1 de P no solo. A inoculação com G. macrocarpum reduziu a necessidade de fósforo para o mamoeiro, tanto que as variáveis estudadas em plantas inoculadas na ausência de adubação fosfática não diferiram de plantas não inoculadas em substrato adicionado de mais de 240 mg kg-1 de P no solo.

Crescimento e micorrização de genótipos de milho em casa de vegetação

O trabalho foi desenvolvido em casa de vegetação com o objetivo de comparar o crescimento e a micorrização por fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em nove genótipos de milho, além de verificar o potencial de inóculo de FMA do solo. Coletado de uma área de cerrado sensu stricto ocupada por pastagem degradada, o solo foi adubado, misturado com areia de rio, fumigado e colocado em sacos plásticos (3 kg). Foram semeadas cinco sementes de cada genótipo de milho em 20 sacos, mas apenas 10 receberam cerca de 300 esporos de FMA, coletados do solo de pastagem. Cada saco constituiu-se em uma repetição, com apenas uma planta. As avaliações de altura e diâmetro do caule foram realizadas aos 15, 30, 45 e 60 dias após a emergência, além de massa seca do sistema radicular (MSR) e parte aérea (MSPA), colonização micorrízica (COL) e dependência micorrízica (DM). Concomitantemente, um segundo experimento foi realizado para avaliar o potencial de inóculo de FMA do solo de pastagem, o qual passou por uma diluição seriada de 90%, 80%, 70%, 60%, 50%, 40%, 30%, 20% e 10%, incluindo apenas o solo não esterilizado (100%) e somente solo esterilizado (0%), em sacos plásticos, semeado o híbrido Tractor. Após 60 dias, as raízes foram colhidas para quantificar a colonização micorrízica. A inoculação de FMA acarretou incrementos na produção de matéria seca de forma diferenciada entre genótipos; com Condá, F0, D1 e F8 exibindo os maiores valores de MSPA, enquanto Tractor e D7 os menores valores de MSR. Os genótipos não responsivos ou pouco responsivos quanto à dependência micorrízica tiveram comportamento diferente quanto à COL, com Condá, Sol da Manhã, F0 e D1 proporcionando média de 60%. Verificou-se que a área de pastagem, mesmo degradada, propiciou alto potencial de inóculo, revelado pela alta porcentagem de colonização das raízes por FMA.

Nitrogen-tixing and vesicular-arbuscular mycorrhizal symbioses in some tropical legume trees of tribe Mimoseae

Response to mineral fertilization and inoculation with rhizobia and/or arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) of the Anadenanthera colubrina, Mimosa bimucronata and Parapiptadenia rigida (Leguminosae-Mimosoideae) native trees from Brazilian riparian forests, were studied in nursery conditions. Each species was submitted to seven treatments, varying nitrogen and phosphorous fertilization and inoculation with rhizobia (r), mycorrhiza (m) or both (rm): NP, P, P + r, P + rm, N, N + m and N + rm. Results showed that AMF inoculations did not enhance the mycorrhizal colonization, and P uptake was not sufficient to sustain good growth of plants. The level of P mineral added affected negatively the AMF colonization in A. colubrina and M. bimucronata, but not in P. rigida. Native fungi infected the three legume hosts. The absence of mineral N limited growth of A. colubrina and P. rigida, but in M. bimucronata the lack of N was corrected by biological nitrogen fixation. N mineral added inhibited the nodulation, although spontaneous nodulation had occurred in A. colubrina and M. bimucronata. Rhizobia inoculation enhanced the number of nodules, nitrogenase activity and leghemoglobin content of these two species. Thus, the extent of rhizobial and mycorrhizal symbiosis in these species under nursery conditions can affect growth and consequently the post-planting success. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Occurrence of symbiotic fungi and rhizospheric phosphate solubilization in weeds

Estudos sobre a ecologia de organismos envolvidos no processo de produção são necessários para o desenvolvimento de uma agricultura sustentável, e hoje, a sustentabilidade está intimamente ligada à rentabilidade de produção. Objetivou-se com este trabalho verificar a ocorrência de fungos micorrízicos arbusculares em plantas daninhas de lavouras brasileiras e avaliar o potencial de solubilização de fosfato inorgânico da microbiota associada. 36 espécies de plantas daninhas foram avaliadas quanto à ocorrência de micorrizas, e 11 foram selecionadas para avaliação do potencial de solubilização total e relativa de fosfato. Todas as espécies apresentaram colonização por micorrizas, inclusive um exemplar da família Brassicaceae, geralmente enquadrada como não micorrizada. Na maioria das espécies, os tipos morfológicos de arbúsculos e enovelados de hifas foram observados, sendo os enovelados mais comuns entre as gramíneas. Fungos endofíticos do tipo dark septate foram visualizados na maioria das plantas. As plantas daninhas apresentaram distintos potenciais de solubilização de P na rizosfera. Amaranthus retroflexus, Bidens pilosa e Leonotis nepetaefolia apresentaram elevados valores de solubilização relativa de fosfato. Este é o primeiro relato de micorrizas e da atividade de solubilização de fosfato em plantas daninhas no Brasil.

Fixação de nitrogênio e micorrização em leguminosas de mata ciliar

Pós-graduação em Ciências Biológicas (Biologia Vegetal) - IBRC

Associação micorrízica arbuscular com genótipos de milho

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Influência de fungos micorrízicos arbusculares associa- dos ou não a Fusarium oxysporum Schecht. sobre plantas de alecrim (Rosmarinus officinalis L.) e manjericão (Ocimum basilicum L.)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Colonização micorrízica arbuscular em floresta secundária na Amazônia sob remoção de serrapilha e irrigação do solo

Avaliou-se o efeito da alteração de disponibilidade de substrato (serapilheira) e água sobre a colonização micorrízica arbuscular e atributos químicos do solo em floresta secundária na Amazônia oriental. Foi analisada a porcentagem de colonização micorrízica (PCM) de raízes apogeotrópicas e raízes presentes na superfície de 0-10 cm do solo, densidade de esporos, produção de glomalina e atributos físico-químicos nos solos de quatro parcelas de tratamento de remoção de serapilheira, quatro parcelas de tratamento de irrigação e quatro parcelas controle. As parcelas medem 20 m x 20 m. Em cada parcela foi coletado quatro amostras simples de solo e raízes distribuídas em quatro áreas. Os resultados mostraram que o tratamento de remoção de serapilheira reduziu significativamente a PCM nas raízes apogeotrópicas e nas de 0-10 cm de profundidade do solo, mas não influenciou na densidade de esporos. A remoção de serapilheira também diminuiu a disponibilidade de nitrogênio e carbono orgânico no solo, mas apesar disso não houve influencia da redução da disponibilidade de nutrientes no solo para a colonização micorrízica. A glomalina que é produzida pelas hifas das micorrizas arbusculares, e fica agregada a matéria orgânica do solo também foi reduzida pelo tratamento de remoção de serapilheira. O tratamento de irrigação não afetou a PCM, assim como densidade de esporos no solo e também não alterou a disponibilidade de nutrientes. O estudo permitiu mostrar que mudanças na cobertura do solo podem causar sérios danos a simbiose fungo-planta.

Aspergillus niger e Glomus clarum incrementam a disponibilidade de fósforo em Latossolos sob Urochloa brizantha

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Levantamento florístico e colonização micorrízica em dois remanescentes de cerrado típico e em plantas ruderais no município de Três Lagoas-MS

Pós-graduação em Agronomia - FEIS

Arbuscular mycorrhizal fungal communities and soil aggregation as affected by cultivation of various crops during the sugarcane fallow period

Management systems involving crop rotation, ground cover species and reduced soil tillage can improve the soil physical and biological properties and reduce degradation. The primary purpose of this study was to assess the effect of various crops grown during the sugarcane fallow period on the production of glomalin and arbuscular mycorrhizal fungi in two Latosols, as well as their influence on soil aggregation. The experiment was conducted on an eutroferric Red Latosol with high-clay texture (680 g clay kg-1) and an acric Red Latosol with clayey texture (440 g kg-1 clay) in Jaboticabal (São Paulo State, Brazil). A randomized block design involving five blocks and four crops [soybean (S), soybean/fallow/soybean (SFS), soybean/millet/soybean (SMS) and soybean/sunn hemp/soybean (SHS)] was used to this end. Soil samples for analysis were collected in June 2011. No significant differences in total glomalin production were detected between the soils after the different crops. However, total external mycelium length was greater in the soils under SMS and SHS. Also, there were differences in easily extractable glomalin, total glomalin and aggregate stability, which were all greater in the eutroferric Red Latosol than in the acric Red Latosol. None of the cover crops planted in the fallow period of sugarcane improved aggregate stability in either Latosol.

Resposta do cafeeiro à inoculação de fungos micorrízicos arbusculares, em latossolo vermelho, do cerrado

The aim of this study was evaluate the response of two coffee cultivars (tolerant and sensitive to aluminum - Al), inoculated or not by two arbuscular mycorriza fungi (AMF), Gigaspora margarita and Glomus etunicatum, in cerrado Oxisol, with different base saturation. This experiment was conducted under greenhouse conditions, with a complete randomized design, in a 2x3x2 factorial scheme, consisting of 2 cultivars (tolerante and sensitive to Al), 3 treatments with mycorrhizal (inoculated with two species of AMF and without inoculation) and 3 levels of soil base saturation (30, 45 and 53 V%), with five replicates per treatment. The variables were: plant height, stem diameter, leaf area, shoot dry weight, root fresh weight, nitrate reductase activity, chlorophyll concentration, root colonization and number of AMF spores. Mycorrhizae isolates promoted greater response of coffee plants, in acid soil with high concentration of Al, but this response was observed for both cultivars when plants were colonized by G. margarita. The cultivars evaluated showed no differences in Al tolerance when non inoculated.

Interação fungo micorrízico arbuscular e adubação fosfática no crescimento e absorção de nutrientes pelo porta-enxerto limoeiro Cravo

Estudou-se o efeito da inoculação com fungo micorrízico arbuscular (FMA), Glomus etunicatum, Glomus clarum, ou Scutelospora heterogama, e da adição de fósforo solúvel (15, 30, 45, 60, 120 e 240 mg de P kg-1 de terra) sobre as variáveis altura, número de folhas, diâmetro do caule, massas vegetais aérea e radicular, teores de nutrientes nas folhas e colonização micorrízica no porta-enxerto limoeiro Cravo (Citrus limonia (L.) Osbeck). Os FMAs, Glomus etunicatum e Glomus clarum, e doses crescentes de fósforo exerceram efeitos significativos sobre essas variáveis. O efeito da inoculação sobre as variáveis de crescimento vegetal foi mais acentuado nos tratamentos com adição de 30 a 60 mg de P kg-1 de terra. Para o teor de P foliar, o efeito da inoculação foi mais acentuado nos tratamentos adicionados de 120 a 240 mg de P kg-1 de terra. A inoculação com estes FMAs aumentou a eficiência do limoeiro Cravo em absorver nutrientes, tanto que as variáveis estudadas em plantas inoculadas na ausência de adubação fosfática superaram às de plantas não inoculadas em substrato adicionado de 240 mg de P kg-1 de terra.