Mycorrhization between Cistus ladanifer L. and Boletus edulis Bull is enhanced by the mycorrhiza helper bacteria Pseudomonas fluorescens Migula.

Boletus edulis Bull. is one of the most economically and gastronomically valuable fungi worldwide. Sporocarp production normally occurs when symbiotically associated with a number of tree species in stands over 40 years old, but it has also been reported in 3-year-old Cistus ladanifer L. shrubs. Efforts toward the domestication of B. edulis have thus focused on successfully generating C. ladanifer seedlings associated with B. edulis under controlled conditions. Microorganisms have an important role mediating mycorrhizal symbiosis, such as some bacteria species which enhance mycorrhiza formation (mycorrhiza helper bacteria). Thus, in this study, we explored the effect that mycorrhiza helper bacteria have on the efficiency and intensity of the ectomycorrhizal symbiosis between C. ladanifer and B. edulis. The aim of this work was to optimize an in vitro protocol for the mycorrhizal synthesis of B. edulis with C. ladanifer by testing the effects of fungal culture time and coinoculation with the helper bacteria Pseudomonas fluorescens Migula. The results confirmed successful mycorrhizal synthesis between C. ladanifer and B. edulis. Coinoculation of B. edulis with P. fluorescens doubled within-plant mycorrhization levels although it did not result in an increased number of seedlings colonized with B. edulis mycorrhizae. B. edulis mycelium culture time also increased mycorrhization levels but not the presence of mycorrhizae. These findings bring us closer to controlled B. edulis sporocarp production in plantations.

Signaling in the Rhizosphere.

Signaling studies in the rhizosphere have focused on close interactions between plants and symbiotic microorganisms. However, this focus is likely to expand to other microorganisms because the rhizomicrobiome is important for plant health and is able to influence the structure of the microbial community. We discuss here the shaping of the rhizomicrobiome and define which aspects can be considered signaling. We divide signaling in the rhizosphere into three categories: (i) between microbes, (ii) from plants to microorganisms, and (iii) from microorganisms to plants. Signals act on diverse organisms including the plant. Mycorrhizal and rhizobial interkingdom signaling has revealed its pivotal role in establishing associations, and the recent discovery of signaling with non-symbiotic microorganisms indicates the important role of communication in shaping the rhizomicrobiome.

The effects of fire severity on ectomycorrhizal colonization and morphometric features in Pinus pinaster Ait. seedlings

Aim of the study: Mycorrhizal fungi in Mediterranean forests play a key role in the complex process of recovery after wildfires. A broader understanding of an important pyrophytic species as Pinus pinaster and its fungal symbionts is thus necessary for forest restoration purposes. This study aims to assess the effects of ectomycorrhizal symbiosis on maritime pine seedlings and how fire severity affects fungal colonization ability. Area of study: Central Spain, in a Mediterranean region typically affected by wildfires dominated by Pinus pinaster, a species adapted to fire disturbance. Material and Methods: We studied P. pinaster root apexes from seedlings grown in soils collected one year after fire in undisturbed sites, sites moderately affected by fire and sites highly affected by fire. Natural ectomycorrhization was observed at the whole root system level as well as at two root vertical sections (0-10 cm and 10-20 cm). We also measured several morphometric traits ( tap root length, shoot length, dry biomass of shoots and root/shoot ratio), which were used to test the influence of fire severity and soil chemistry upon them. Main results: Ectomycorrhizal colonization in undisturbed soils for total and separated root vertical sections was higher than in soils that had been affected by fire to some degree. Inversely, seedling vegetative size increased according to fire severity. Research highlights: Fire severity affected soil properties and mycorrhizal colonization one year after occurrence, thus affecting plant development. These findings can contribute to a better knowledge of the factors mediating successful establishment of P. pinaster in Mediterranean forests after wildfires.

Espécies tropicais de pteridófitas em associação com fungos micorrízicos arbusculares em solo contaminado com arsênio

The symbiosis of plants with mycorrhizal fungi represents an alternative to be considered during the processes of revegetation and rehabilitation of arsenic-contaminated soil. The aim of this study was to evaluate under greenhouse conditions the effect of arsenic on the mycorrhizal association of two species of tropical fern (Thelypteris salzmannii and Dicranopteris flexuosa). T. salzmannii had higher rates of colonization and higher density of spores while D. flexuosa showed greater sensitivity to smaller concentrations of arsenic and association with mycorrhizal fungi. Our results indicate that screening and selection of mycorrhizal fungal isolates/species is possible and effective for phytoremediation of arsenic-contaminated soils.

Efeito de fungos micorrízicos arbusculares no crescimento de mudas de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit. em solos de caatinga sob impacto de mineração de cobre

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) podem conferir às plantas maior tolerância a metais pesados e têm sido indicados para uso em processos de revegetação. Foi avaliado o efeito de FMA no crescimento de mudas de Leucaena leucocephala (leucena), em solos de áreas de caatinga impactados por mineração de cobre (Mineradora Caraíba, Município de Jaguarari, Bahia). O delineamento foi do tipo inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 3 × 4, correspondendo ao substrato das áreas de empréstimo (local em que a camada superficial do solo foi removida) e de rejeito de cobre, ao solo de caatinga preservada e a quatro tratamentos de inoculação (controle não-inoculado, inoculado com Glomus etunicatum, com Acaulospora longula e com a mistura dos dois fungos), com cinco repetições. Independentemente do tratamento de inoculação, o substrato da área de empréstimo mostrou-se mais indicado para o preparo de mudas de leucena, enquanto o da área de rejeito foi inviável para o cultivo dessa planta e estabelecimento da associação micorrízica. Embora infectivo, G. etunicatum foi ineficiente em promover o crescimento de leucena nas áreas impactadas, enquanto os FMA nativos, A. longula e a mistura dos fungos contribuíram para o desenvolvimento das mudas.

Efeito da disponibilidade de água e de luz na colonização micorrízica e no crescimento de Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. (Bignoniaceae)

Em plantas cultivadas em substrato não esterilizado, inoculado ou não com fungos micorrízicos arbusculares, analisou-se, através de dois experimentos em separado, o efeito de quatro intensidades de luz (70%, 50%, 30% e 4% da luz solar incidente) e de dois regimes hídricos (saturado e insaturado) sobre o crescimento e micorrização de plântulas de Tabebuia avellanedae Lorentz ex Griseb. (ipê-roxo; Bignoniaceae). As variáveis analisadas foram área foliar, massa seca à altura do caule, taxas de crescimento, densidade estomática, teor de prolina e intensidade de colonização micorrízica. As plântulas apresentaram diferenças morfológicas, fisiológicas e na intensidade de colonização micorrízica, em função dos tratamentos aplicados. Essas diferenças foram no sentido de minimizar os possíveis estresses causados por intensidade luminosa e disponibilidade hídrica desfavoráveis. Os resultados permitiram o relato de que os ajustamentos morfológicos e fisiológicos apresentados pela espécie podem conferir a ela vantagens no estabelecimento de plântulas em clareiras e ambientes mais secos e, também, na sobrevivência em ambientes mais sombreados.

Colonização micorrízica em plantios de eucalipto

A associação micorrízica é advinda da associação simbiótica entre alguns fungos do solos e da maioria das raízes das plantas. O eucalipto possui a capacidade de se associar com dois tipos de micorrizas, a micorriza arbuscular e a ectomicorriza, o que depende muito da sua idade. Este trabalho objetivou avaliar a taxa de colonização por fungos micorrízicos arbusculares (MA) e ectomicorrízicos (ECM) e o número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares em plantios comerciais de Eucalyptus grandis e Eucalyptus urophylla, com diferentes idades e manejos, no período de dezembro de 2002 a fevereiro de 2004, na região leste de Minas Gerais, Brasil. Em todas as coletas e em todas as idades dos plantios, foram encontradas MA, e ECM e a média geral da colonização por fungos micorrízicos arbusculares (FMA) foi de 26%. O número médio de esporos desses fungos de 374,7 por 100 g de solo e a colonização por fungos ectomicorrízicos (FECM) de 20,2%. As maiores porcentagens de colonização por FECM foram observadas em áreas de plantios mais jovens, mas a sua maior diversidade foi observada nas áreas de plantios mais velhos. Conclui-se que a época de coleta, a idade do plantio e o manejo do solo afetam a colonização micorrízica e também a diversidade de fungos ECM e que a sucessão de eucalipto com FMA-FECM não é regra e é muito influenciada pelo tipo de manejo.

PLANT GROWTH-PROMOTING MICROBIAL INOCULANT FOR Schizolobium parahyba pv. parahyba

ABSTRACTSchizolobium parahyba pv. amazonicum (Huber ex Ducke) Barneby (paricá) occurs naturally in the Amazon and is significant commercial importance due to its rapid growth and excellent performance on cropping systems. The aim of this paper was to evaluate a microbial inoculants such as arbuscular mycorrhiza fungi (AMF) and Rhizobium sp. that promote plant growth. The inocula was 10 g of root colonized and spores of Glomus clarum and/or 1 mL of cell suspension (107 CFU/mL) of Rhizobium sp. and/or 100 g of chemical fertilizer NPK 20-05-20 per planting hole. The experimental design was complete randomized blocks with five replications and eight treatments (n = 800). Plant height, stem diameter and plant survival were measured. The results were tested for normality and homogeneity of variances and analyzed by ANOVA and Tukey test (p < 0.05). Rhizobium sp and AM fungi showed no effect on plant growth. Environmental factors probably influenced the effectiveness of symbiosis of both microorganisms and plant growth. The chemical fertilizer increased S. parahyba growth. During the first 120 days plants suffered with drought and frost, and at 180 days plants inoculated with microorganism plus chemical fertilizer showed higher survival when compared with control. The results showed that the microbial inoculants used showed an important role on plant survival after high stress conditions, but not in plant growth. Also was concluded that the planting time should be between November to December to avoid the presence of young plants during winter time that is dry and cold.

Potencial de infectividade de fungos micorrízicos arbusculares oriundos de área de caatinga nativa e degradada por mineração, no Estado da Bahia, Brasil

Os objetivos deste trabalho foram quantificar o número de esporos e o número mais provável de propágulos infectivos de FMA em solos da mineradora Caraíba, verificando influências sazonais na dinâmica desses propágulos e determinando os efeitos da mineração sobre o potencial de infectividade micorrízica. Foram realizadas coletas de solo na estação seca (agosto/98) e na chuvosa (fevereiro/99), em seis sub áreas da mineradora de cobre: 1 - local onde é depositado o rejeito; 2 - arredores da área industrial; 3 - local onde são depositados restos de rocha com pouco minério; 4 - caatinga nativa, não impactada; 5 - interface entre a caatinga e o rejeito; 6 - local onde foi retirada a camada superficial do solo. Foram identificadas 32 espécies de plantas num raio de dois metros, a partir dos pontos de coleta de solo. Maior diversidade (21 espécies) foi encontrada na sub área 4 e menor (2 espécies) na sub área 3. As sub áreas 1, 3 e 5 apresentaram o menor número de esporos (< 1 por g de solo), possivelmente devido aos elevados valores de Cu e Fe e ao pH mais alcalino. Em geral a densidade dos esporos e o número de propágulos infectivos foram baixos (< 2 por g de solo). Não houve diferença significativa entre o número de esporos nas estações seca e chuvosa, a não ser para a sub área 6. Entretanto, houve variação entre as sub áreas, com diferenças significativas nas duas estações do ano.

Diversidade e potencial de infectividade de fungos micorrízicos arbusculares em área de caatinga, na Região de Xingó, Estado de Alagoas, Brasil

A região de Xingó ocupa 2.800 km², em Pernambuco, Alagoas, Sergipe e Bahia, constituindo parte ainda conservada do semi-árido nordestino. Para avaliação da diversidade e da densidade de propágulos de FMA no solo e da colonização micorrízica em plantas da área, foram realizadas coletas de solo e raízes nas estações seca (agosto/2000) e chuvosa (março/2001), em duas subáreas de Piranhas e Olho d'Água do Casado, em Alagoas. Mais de 95% das plantas, dentre as 71 examinadas, apresentaram micorriza arbuscular (5% a 80%). Das 30 espécies de fanerógamas, correspondentes a 14 famílias, apenas Pilosocereus sp. não estava associado com FMA. Os percentuais médios de colonização (@16 a 20%) foram semelhantes nos dois períodos. Houve relação inversa entre o número de esporos e o número mais provável (NMP) de propágulos infectivos em Olho d'Água do Casado, com menor densidade de esporos (< 2 esporos.g-1 de solo) e maior NMP de propágulos (4,7 e 11,6 esporos.g-1 de solo), nos períodos chuvoso e seco, respectivamente. Em Piranhas o número de esporos e o NMP de propágulos foram similares no período chuvoso, enquanto no período seco houve 1,5 vezes mais esporos do que propágulos infectivos. Foram identificados 24 táxons de FMA, com maior representatividade de Acaulosporaceaee Glomaceae. Os FMA estão bem representados, formando associação com a maioria das espécies de caatinga, apesar das limitações climáticas da região.

Efeitos da poluição aérea e edáfica no sistema radicular de Tibouchina pulchra Cogn. (Melastomataceae) em área de Mata Atlântica: associações micorrízicas e morfologia

O efeito dos poluentes aéreos, oriundos do complexo industrial de Cubatão, Estado de São Paulo, foi analisado em plantas de Tibouchina pulchra de três áreas com diferentes níveis de poluição. Utilizaram-se sistemas radiculares de espécimes dos biomonitoramentos passivo e ativo, além daqueles das câmaras de topo aberto (ar filtrado e ar não filtrado). Dados quantitativos do sistema radicular, a diversidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), a porcentagem de colonização das raízes e a quantidade de esporos presentes no solo da rizosfera foram avaliados. Os resultados demonstraram haver nos indivíduos sujeitos aos maiores índices de poluição: - aumento da colonização micorrízica arbuscular; - maiores diversidade e abundância de espécies de FMAs; - tendência de redução no desenvolvimento do sistema radicular, principalmente em relação ao comprimento e às raízes lenhosas; - tendência de aumento na quantidade de raízes de pequeno calibre. Os resultados confirmaram a tolerância da espécie ao estresse causado pelos poluentes, demonstrando que essa tolerância pode ser reduzida quando a ação dos mesmos ocorre pelas vias aérea e edáfica.

O papel da comunidade de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) autóctones no desenvolvimento de espécies vegetais nativas em área de dunas de restinga revegetadas no litoral do Estado da Paraíba

A simbiose entre fungos micorrízicos arbusculares (FMA) com raízes de plantas vasculares constitui uma das mais importantes formas de mitigar o impacto das áreas pertubadas. O trabalho objetivou caracterizar a comunidade de FMA presente no solo de área de duna revegetada e avaliar sua influência sobre o desenvolvimento de espécies nativas. Foi realizada coleta de solo durante o período chuvoso em área revegetada, avaliando-se: produção de proteínas do solo relacionadas à glomalina (PSRG), densidade e diversidade de glomerosporos. A influência da comunidade nativa de FMA foi determinada para duas espécies vegetais nativas: Tabebuia roseo-alba (Ridl.) Sandw. (peroba) e Tocoyena selloana Schum. (jenipapo-bravo). Para cada espécie foram testados dois tratamentos - solo nativo (SN) e solo nativo desinfestado (SND) - em delineamento inteiramente casualizado com 10 repetições. Ao final foram avaliados: altura, diâmetro do caule, número de folhas, área foliar, biomassa seca e conteúdo de nutrientes nas partes aérea e radicular, densidade de glomerosporos, colonização micorrízica hifálica, arbuscular, vesicular e total e produção de proteínas do solo relacionadas à glomalina (PSRG). O solo da área de duna revegetada apresentou 1 glomerosporo g-1 de solo e 1,20 ± 0,04 mg PSRG g-1 solo, sendo identificadas seis espécies de FMA. Maior desenvolvimento vegetal e fúngico ocorreram no SN. A colonização micorrízica na peroba foi de 80% e no jenipapo-bravo 60%. Os FMA estão presentes em áreas revegetadas após extração de minérios, e contribuem para o crescimento das espécies nativas testadas em condições de casa de vegetação, sugerindo assim, que o desempenho dessas plantas é influenciado pela simbiose micorrízica arbuscular.

Causes of legume-rotation effects in increasing cereal yields across the Sudanian, Sahelian and Guinean zone of West Africa

On-farm experiments and pot trials were conducted on eight West African soils to explore the mechanisms governing the often reported legume rotation-induced cereal growth increases in this region. Crops comprised pearl millet (Pennisetum glaucum L.), sorghum (Sorghum bicolor Moench), maize (Zea mays L.), cowpea (Vigna unguiculata Walp.) and groundnut (Arachis hypogaea L.). In groundnut trials the observed 26 to 85% increases in total dry matter (TDM) of rotation cereals (RC) compared with continuous cereals (CC) in the 4th year appeared to be triggered by site- and crop-specific early season differences in nematode infestation (up to 6-fold lower in RC than in CC), enhanced Nmin and a 7% increase in mycorrhizal (AM) infection. In cowpea trials yield effects on millet and differences in nematode numbers, Nmin and AM were much smaller. Rhizosphere studies indicated effects on pH and acid phosphatase activity as secondary causes for the observed growth differences between RC and CC. In the study region legume-rotation effects on cereals seemed to depend on the capability of the legume to suppress nematodes and to enhance early N and P availability for the subsequent cereal.

Causes of legume rotation induced yield increases in cereals grown on West African soils

This study was conducted to investigate soil biological and chemical factors that give rise to cereal yield enhancing effects of legume rotations on sandy, nutrient poor West African soils. The aim was not only to gain more information on the role of legume residues and microorganisms in the soil nutrient cycle. But the study aimed at evaluating if differences in substrate qualities (e.g. root residues) cause changes in the microbial community structure due to specific and highly complex microbe-root-soil interactions. Site and system specific reactions of microorganisms towards rewetting, simulating the onset of rainy season, were observed. Higher respiration rates, higher amounts of microbial biomass carbon (Cmic) and nitrogen (Nmic) as well as higher ergosterol, muramic acid, glucosamine and adenylate concentrations were measured in CL soils of Koukombo and in both soils from Fada. The immediate increase in ATP concentrations after rewetting was likely caused by rehydration of microbial cells where N was not immobilized and, thus, available for plants facilitating their rapid development. Legume root residues led only to slightly better plant performances compared to the control, while the application of cereal roots reduced seedling growth. In contrast to sorghum seedlings, the microbial community did not react to the mineral treatment. Thus the energy supply in form of organic amendments increased microbial indices compared to mineral P application and the control. The results of basal respiration rates, Cmic and Corg levels indicate that the microbial community in the soil from Koukombo is less efficient in substrate use compared to microorganisms in the soil from Fada. However, the continuous carbon input by legume root residues might have contributed to these differences in soil fertility. With the 33P isotopic exchange method a low buffering capacity was detected in both soils irrespective of treatments. Calculated E values (E1min to E1min-1d and E1d-3m) indicated a slowly release of P due to root turnover while applied mineral P is taken up by plants or fixed to the soil. Due to the fact that sorghum growth reacted mainly to the application of mineral P and the microorganisms solely to the organic inputs, the combination of both amendments seems to be the best approach to a sustainable increase of crop production on many nutrient-poor, sandy West African soils. In a pot experiment, were CC and CL soils from Fada and Koukombo were adjusted to the same level of P and N concentrations, crop growth was significantly higher on CL soils, compared to the respective treatments on CC soils. Mycorrhizal infection of roots was increased and the number of nematodes, predominantly free living nematodes, was almost halfed on rotation soils. In conclusion, increased nutrient availability (especially P and N) through the introduction of legumes is not the only reason for the observed yield increasing effects. Soil biological factors seem to also play an important role. In a root chamber experiment the pH gradient along the root-soil-interface was measured at three times using an antimony microelectrode. For Fada soils, pH values were higher on CL than CC soils while the opposite was true for the Koukombo soils. Site-specific differences between Fada and Koukombo soils in N content and microbial community structures might have created varying crop performances leading to the contrasting pH findings. However, the mechanisms involved in this highly complex microbe-root-soil interaction remain unclear.

Effect of mycorrhizae and pH change at the root-soil interface on phosphorus uptake by Sorghum using a rhizocylinder technique

Sorghum (Sorghum bicolor) was grown for 40 days in. rhizocylinder (a growth container which permitted access to rh zosphere and nonrhizosphere soil), in two soils of low P status. Soils were fertilized with different rates of ammonium and nitrate and supplemented with 40 mg phosphorus (P) kg(-1) and inoculated with either Glomus mosseae (Nicol. and Gerd.) or nonmycorrhizal root inoculum.. N-serve (2 mg kg(-1)) was added to prevent nitrification. At harvest, soil from around the roots was collected at distances of 0-5, 5-10, and 10-20 mm from the root core which was 35 mm diameter. Sorghum plants, with and without mycorrhiza, grew larger with NH4+ than with NO3- application. After measuring soil pH, 4 3 suspensions of the same sample were titrated against 0.01 M HCl or 0.01 M NaOH until soil pH reached the nonplanted pH level. The acid or base requirement for each sample was calculated as mmol H+ or OFF kg(-1) soil. The magnitude of liberated acid or base depended on the form and rate of nitrogen and soil type. When the plant root was either uninfected or infected with mycorrhiza., soil pH changes extended up to 5 mm from the root core surface. In both soils, ammonium as an N source resulted in lower soil pH than nitrate. Mycorrhizal (VAM) inoculation did not enhance this difference. In mycorrhizal inoculated soil, P depletion extended tip to 20 mm from the root surface. In non-VAM inoculated soil P depletion extended up to 10 mm from the root surface and remained unchanged at greater distances. In the mycorrhizal inoculated soils, the contribution of the 0-5 mm soil zone to P uptake was greater than the core soil, which reflects the hyphal contribution to P supply. Nitrogen (N) applications that caused acidification increased P uptake because of increased demand; there is no direct evidence that the increased uptake was due to acidity increasing the solubility of P although this may have been a minor effect.