High genetic variability and low local diversity in a population of arbuscular mycorrhizal fungi.

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are ecologically important root symbionts of most terrestrial plants. Ecological studies of AMF have concentrated on differences between species; largely assuming little variability within AMF species. Although AMF are clonal, they have evolved to contain a surprisingly high within-species genetic variability, and genetically different nuclei can coexist within individual spores. These traits could potentially lead to within-population genetic variation, causing differences in physiology and symbiotic function in AMF populations, a consequence that has been largely neglected. We found highly significant genetic and phenotypic variation among isolates of a population of Glomus intraradices but relatively low total observed genetic diversity. Because we maintained the isolated population in a constant environment, phenotypic variation can be considered as variation in quantitative genetic traits. In view of the large genetic differences among isolates by randomly sampling two individual spores, <50% of the total observed population genetic diversity is represented. Adding an isolate from a distant population did not increase total observed genetic diversity. Genetic variation exceeded variation in quantitative genetic traits, indicating that selection acted on the population to retain similar traits, which might be because of the multigenomic nature of AMF, where considerable genetic redundancy could buffer the effects of changes in the genetic content of phenotypic traits. These results have direct implications for ecological research and for studying AMF genes, improving commercial AMF inoculum, and understanding evolutionary mechanisms in multigenomic organisms.

Transferência de nitrogênio entre plantas interconectadas por fungos micorrízicos arbusculares (FMAS)

Este trabalho, desenvolvido em casa de vegetação da Universidade Estadual do Norte Fluminense (UENF), em Campos (RJ), no primeiro semestre de 1996, objetivou avaliar a importância dos fungos micorrízicos arbusculares (FMAS) no processo de transferência de N do feijão para o milho, utilizando o isótopo 15N. Foram construídos três tipos de vasos especiais, divididos em três seções, A, B e C, com 2 dm³ de capacidade: sem barreira, com tela de nylon de 40 ∝m (permitiu a passagem de hifas fúngicas, mas não a de raízes) e com tela de nylon de 1 ∝m (não permitiu a passagem de hifas e raízes) entre as seções B e C. Adicionaram-se 25 mg kg-1 de N somente na seção A de cada vaso, utilizando-se, como fonte (15NH4)2SO4. Duas plantas de feijão pré-germinadas e inoculadas com Rhizobium tropici foram plantadas com suas raízes divididas entre as seções A e B. Após 10 dias, efetuou-se o plantio do milho, diretamente, na seção C dos vasos, e a inoculação micorrízica nos tratamentos com o FMA foi feita pela adição de propágulos de Glomus etunicatum somente na seção C. O experimento foi coletado 35 dias após o transplantio do feijão, e os resultados demonstraram que a colonização micorrízica se mostrou satisfatória, tanto no milho quanto no feijão. A presença da micorriza aumentou a produção de matéria seca, conteúdo de 15N e P da parte aérea das plantas de milho. A transferência direta de 15N do feijão para o milho através do micélio fúngico foi de 16,6%; a transferência indireta envolvendo o FMA - ou seja, a absorção do 15N excretado pelas raízes do feijão na solução do solo que foi absorvido e transferido através do micélio do FMA para o milho - foi de 34,1%; e a transferência indireta não envolvendo o FMA - ou seja, a absorção de 15N pelas raízes de milho da solução do solo sem envolvimento do FMA - foi de 49,3%.

Fungo micorrízico, fósforo e nitrogênio no crescimento inicial da trema e do fedegoso

De março de 1993 a junho de 1994, em vasos com amostra de um latossolo vermelho-escuro (LE) argiloso fase cerrado, estudou-se a resposta da trema (Trema micrantha (L)Blum.) e do fedegoso (Senna macranthera Rich.) a fósforo (P) nitrogênio (N) e à inoculação com o fungo micorrízico arbuscular Glomus etunicatum (Ge) Becker & Gerdemann. O trabalho foi desenvolvido em casa de vegetação do Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras (MG), por meio de dois experimentos. A inoculação com Ge resultou em efeitos positivos para o crescimento das espécies, sendo esse efeito menos evidente no fedegoso que se beneficiou mais dos fungos indígenas. Em plantas inoculadas, a dose de P necessária para atingir 80% do crescimento máximo (CM) foi de 100 mg kg-1 de P no solo, para a trema, e de 80 mg kg-1 de P no solo, para o fedegoso, enquanto as plantas colonizadas pelos fungos indígenas requereram, respectivamente, 3,2 e 1,5 vezes mais P para atingir tal crescimento. Ambas as espécies apresentaram crescimento reduzido na ausência de P, porém tiveram grande crescimento quando receberam superfosfato. Por outro lado, a adição de N mineral não promoveu o crescimento das mudas. A adição de P solúvel e a introdução de G. etunicatum são importantes fatores para o crescimento inicial das espécies estudadas, em solo de baixa fertilidade natural.

Quantificação de micélio extrarradicular de fungos micorrízicos arbusculares em plantas cítricas: II. Comparação entre diferentes espécies cítricas e endófitos

Visando verificar a influência da utilização de diferentes métodos de quantificação de micélio extrarradicular ativo (MEA) e micélio extrarradicular total (MET) de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e de diferentes hospedeiros nesta simbiose, foi realizado um experimento em casa de vegetação, com delineamento inteiramente casualizado e esquema fatorial: 3 espécies de FMAs (Glomus intraradices, G. etunicatum e G. clarum) e um controle sem FMA x 6 doses de P (0, 50, 100, 150, 200 e 250 mg kg-1 de substrato) x 2 plantas cítricas: tangerina cleópatra (Citrus reshni) e laranja caipira (Citrus sinensis), com 5 repetições por tratamento. Seis meses após o transplantio e inoculação das mudas, determinaram-se altura e diâmetro do caule, colheram-se as plantas e avaliaram-se matéria seca e nutrientes da parte aérea, porcentagem de colonização radicular e comprimento de MEA e MET pelos métodos de fluorescência induzida com diacetato de fluoresceína (FDA) e redução do iodonitrotetrazólio (INT). As doses crescentes de P proporcionaram redução da porcentagem de colonização radicular nos dois porta-enxertos estudados e aumentos nas características altura, diâmetro, matéria seca da parte aérea e quantidade total absorvida de macro e micronutrientes por ambos os porta-enxertos. Houve correlação negativa entre comprimento de MEA e quantidade total absorvida de macronutrientes (P, N, Ca e Mg) por laranja caipira e correlação positiva entre comprimento de MET e quantidade absorvida por tangerina cleópatra, sugerindo ser esta última mais micotrófica que a anterior, além de haver, possivelmente, outros mecanismos de absorção de nutrientes que não pelo MEA, cujos resultados variaram em função do método empregado.

Crescimento e absorção de fósforo em plantas de Eucalyptus grandis associadas a fungos micorrízicos em diferentes doses de fósforo e potenciais de água do solo

Avaliaram-se a produção de parte aérea (MS), a absorção (CP) e a eficiência de utilização de fósforo (EUP) por plantas de Eucalyptus grandis inoculadas com Glomus etunicatum (Ge) e, ou, Pisolithus tinctorius (Pt), em diferentes combinações entre doses de P e potenciais hídricos do solo (ψ), utilizando-se técnica de raízes subdivididas em vasos geminados, em casa de vegetação. Um dos vasos do conjunto geminado continha os tratamentos em arranjo fatorial de duas doses de P (P60 e P120, correspondentes a adições de 60 e 120 mg dm-3 de solo), três ψ (-10, -40 e -300 kPa) e quatro tratamentos com inóculos fúngicos (não inoculado, Ge, Pt, Ge + Pt). Outro vaso do conjunto continha 4,5 litros de solução nutritiva, sem P. Independentemente da dose de P adicionada, a colonização por Ge foi reduzida com a diminuição do ψ. Quanto à colonização por Pt, observou-se ausência de resposta a ψ em P60 e aumento em P120. A colonização ectomicorrízica foi reduzida quando Pt foi inoculado concomitantemente a Ge. Aumentos do CP, em função do incremento do ψ, foram observados em P60 e P120. No entanto, MS e EUP responderam positivamente à elevação de ψ apenas em P120. A inoculação isolada com Ge não apresentou efeito sobre as plantas, nas combinações entre ψ e P. A colonização por Pt apresentou efeitos diferenciados sobre as plantas, dependendo das condições de ψ e P no solo. Na combinação P60 e -300 kPa, correspondente à situação de menor disponibilidade de P, observou-se efeito deletério da colonização por Pt, isolada ou concomitantemente com Ge, sobre a EUP das plantas. Efeitos positivos da inoculação isolada com Pt sobre o CP foram observados nas combinações entre P120 e ψ de -10 kPa e -40 kPa, embora apenas na segunda situação este maior CP tenha sido acompanhado de incremento da MS.

Growth and metabolic activity of the extramatrical mycelium of endomycorrhizal maize plants

The objective of this experiment was to quantify the extramatrical mycelium of the arbuscular mycorrhizal (AM) fungus Glomus etunicatum (Becker & Gerdemann) grown on maize (Zea mays L. var. Piranão) provided with various levels of phosphate fertilizer and harvested at 30, 60 and 90 days after planting (DAP). Total extramatrical mycelium (TEM) was extracted from soil using a modified membrane filtration method, followed by quantification using a grid intersection technique. Active extramatrical mycelium (AEM) proportion was determined using an enzymatic method which measured dehydrogenase activity by following iodonitrotetrazolium reduction. At low levels of added P, there was relatively less TEM than at high levels of added P, but the AEM proportion at low soil P availability was significantly greater than at high soil P.

Produção de micélio externo por fungos micorrízicos arbusculares e crescimento da soja em função de doses de fósforo

Em uma associação entre duas espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) (Glomus intraradices ou Gigaspora margarita) e soja (Glycine max L. Merrill cv. IAC-8), avaliaram-se a produção de massa de material seco da parte aérea (MSPA), a massa de material seco de vagens (MSV), a colonização radicular, a concentração de N, P, K, Ca, Mg, S, Cu, Fe, Mn e Zn na parte aérea e vagens, além das estimativas do comprimento de micélio externo ativo (MEA) e micélio externo total (MET). As plantas receberam cinco doses de fósforo (0, 25, 50, 100 e 200 mg kg-1) e as avaliações foram feitas em quatro épocas (15, 30, 60 e 90 dias). A inoculação da soja com G. margarita resultou em redução transitória de crescimento aos 60 dias, enquanto aumentos na MSPA devidos à inoculação com os FMAs foram mais evidentes aos 90 dias. A colonização radicular, a produção de MEA e de MET apresentaram relação negativa com o incremento das doses de P nos tratamentos com FMAs. A menor produção de MEA e a fase de crescimento lento mais prolongada observadas no tratamento com G. margarita podem ter colaborado para a redução do crescimento das plantas aos 60 dias. O comprimento de MEA produzido por G. intraradices aumentou com o tempo e diminuiu com o aumento das doses de P. Esses efeitos foram menos evidentes para G. margarita. As concentrações de Fe e Mn nas vagens aos 90 dias foram menores nos tratamentos inoculados com FMAs nas menores doses de P, nas quais foi observada maior colonização radicular.

Eficiência simbiótica de fungos micorrízicos arbusculares em solo não fumigado, para mamoeiro

Para que os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) possam ser utilizados em um programa de inoculação, é necessário que sejam capazes de apresentar eficiência simbiótica em solo que contenha populações indígenas de FMA. Com o objetivo de avaliar a eficiência simbiótica e o potencial de inoculação de fungos MA em solo não fumigado, para o mamoeiro, foi desenvolvido um experimento em condições de casa de vegetação da Embrapa Mandioca e Fruticultura, Cruz das Almas (BA), utilizando a variedade de mamoeiro Tainung nº 1. Utilizou-se amostra de um Latossolo Amarelo álico que continha 3 mg dm-3 de P disponível e que recebeu doses crescentes de P (0, 20, 40, 80 e 140 mg dm-3), combinadas com inoculação de três espécies previamente selecionadas e três isolados nativos de FMA, obtidos de agrossistema de mamoeiro. As plantas foram inoculadas com solo-inóculo no ato da repicagem e cultivadas por 50 dias, quando se determinaram a colonização, matéria seca da parte aérea e teores de nutrientes nas plantas. Todos os fungos inoculados apresentaram eficiência simbiótica em solo não fumigado, destacando-se Glomus clarum, Gigaspora margarita e isolado 29 (Gigaspora sp.), que apresentaram eficiência alta. Os isolados nativos foram mais eficientes em doses mais elevadas de fósforo no solo; a eficiência esteve relacionada com a absorção de fósforo e potássio. Os fungos previamente selecionados em solo fumigado foram também eficientes em solo que continha população indígena de FMA, portanto, validando este procedimento.

Influência de fungos micorrízicos arbusculares, associada à adição de compostos fenólicos, no crescimento de mudas de maracujazeiro amarelo (Passiflora edulis f. flavicarpus)

Realizou-se um experimento em casa de vegetação, com o objetivo de avaliar a influência da inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs), associada à adição de formononetina (nas concentrações de 0, 5 e 10 µ mol L-1), quercetina e morina (nas concentrações de 0, 5, 10 e 15 µ mol L-1), no crescimento e teor de nutrientes de mudas de maracujazeiro, avaliadas em duas fases: produção das mudas em substrato estéril e após o transplantio para substrato não-estéril. Utilizaram-se as espécies Glomus clarum (Gc) e Glomus fasciculatum (Gf) e uma população nativa de FMAs (IN) isolada de um plantio de maracujá no município de São João da Barra (RJ). Todos os FMAs avaliados (Gc, Gf e IN) proporcionaram aumentos significativos na produção de matéria seca e no teor de nutrientes na fase de produção de mudas e após o transplantio para substrato não-estéril. A aplicação dos compostos fenólicos teve efeito apenas na fase após o transplantio, destacando-se as plantas não inoculadas que mostraram efeito benéfico da aplicação dos flavonóis quercetina e morina e do isoflavonóide formononetina (apenas na concentração 5 µ mol L-1) na colonização radicular pelos FMAs, indicando que tais compostos estimularam a população nativa de FMAs presente no substrato. Nas plantas inoculadas, não se verificou efeito dos compostos na colonização radicular pelo fungo, mas observou-se efeito positivo em algumas das variáveis analisadas.

Fósforo adicionado e fungos micorrízicos arbusculares no crescimento e nutrição mineral de limoeiro-cravo [Citrus limonia (L.) OSBECK]

Visando estudar a influência de fósforo adicionado e fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) no crescimento e nutrição mineral de limoeiro-cravo, instalou-se um experimento em casa de vegetação, com delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial 6 x 3, sendo os fatores: (a) seis doses de P (0, 50, 100, 150, 200 e 250 mg kg-1 de substrato) e (b) duas espécies de FMAs (Glomus etunicatum e G. intraradices) e um controle sem FMA, com três repetições, em vasos de 1,7 dm³ de substrato. Após cinco meses do transplantio das mudas de limoeiro-cravo, avaliaram-se a altura, diâmetro do caule, matéria seca da parte aérea das plantas, nutrientes acumulados na parte aérea e percentagem de colonização radicular. No substrato, avaliaram-se o comprimento de micélio extra-radicular ativo (MEA) e total (MET) de FMAs. O porta-enxerto limoeiro-cravo apresentou alta dependência micorrízica na absorção dos nutrientes, quando inoculado com G. intraradices, o que resultou em maior altura, diâmetro de caule e matéria seca da parte aérea das plantas. Apenas essa espécie de FMA formou micorriza com o hospedeiro, com valores de colonização radicular inversamente proporcionais às doses de P adicionado. Houve aumento de MEA e MET com o aumento das doses de P, com alta correlação entre o primeiro e a absorção de nutrientes. Apesar de não colonizar o hospedeiro, a infestação com G. etunicatum resultou em valores de MEA e MET superiores aos do controle, indicando, talvez, capacidade saprofítica desse fungo para sobreviver no substrato.

Utilização do resíduo industrial ferkal na produção de mudas de Mimosa caesalpiniaefolia, em estéril de extração de argila, inoculadas com fungos micorrízicos arbusculares e rizóbio

Realizou-se um experimento em casa de vegetação com o objetivo de avaliar os efeitos da inoculação com fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) e, ou, rizóbio, associados à adição de resíduo da fabricação de ácido láctico (Ferkal), na produção de mudas de Mimosa caesalpiniaefolia (sabiá) em estéril de extração de argila. Foram utilizados vasos plásticos de 6 L que continham estéril de extração de argila, adicionado do resíduo Ferkal (nas concentrações de 0, 50, 100 e 200 g dm-3). Foram empregados seis tratamentos microbiológicos (FMAs nativos; FMA Glomus clarum; rizóbio; FMAs nativos + rizóbio; FMA G. clarum + rizóbio, e controle não inoculado). Após 103 dias, as mudas foram coletadas, e analisados o peso da matéria seca dos nódulos, a taxa de colonização micorrízica, o peso da matéria seca e os teores de N e P na parte aérea das mudas. Os resultados demonstraram que adição de Ferkal no tratamento-controle (sem inoculação) aumentou significativamente o teor de P. Entretanto, as melhores respostas foram obtidas nas mudas inoculadas com FMAs e, ou, rizóbio, que apresentaram, em relação ao controle, aumentos significativos no peso da matéria seca e nos teores de N e P da parte aérea das mudas, em quase todos os tratamentos inoculados. Os FMAs nativos foram mais eficientes que o FMA G. clarum em promover o crescimento de M. caesalpiniaefolia.

Fungos micorrízicos arbusculares em solos de área poluída com metais pesados

Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) ocorrem de forma generalizada e formam importante simbiose com a maioria das plantas, mesmo em solos poluídos com metais pesados. Neste estudo, avaliaram-se a ocorrência e a diversidade dos FMAs em quatro locais com gramíneas em uma área de solo contaminado com metais pesados pela extração e industrialização do Zn. Verificou-se a ocorrência generalizada dos FMAs nos locais estudados, sendo esta influenciada pelas concentrações de metais no solo. Encontrou-se um total de 21 espécies, sendo: sete pertencentes ao gênero Acaulospora, seis de Scutellospora, cinco de Glomus, duas de Gigaspora e uma de Entrophospora,Glomus occultum, Acaulospora morrowiae, Acaulospora mellea, Glomus intraradices, Glomus clarum e Scutellospora pellucida foram as de maior ocorrência. A densidade de esporos, a riqueza de espécies e o aumento da dominância relacionaram-se inversamente com as concentrações de metais no solo. Acaulospora mellea, Glomus clarum e Glomus occultum dominaram as populações de esporos no solo. Concluiu-se que os metais pesados exerceram efeito diferenciado sobre os FMAs, dependendo do grau de poluição.

Spore communities of arbuscular mycorrhizal fungi and mycorrhizal associations in different ecosystems, south Australia

Communities of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) were surveyed in different South Australian ecosystems. The soil was wet-sieved for spore extraction, followed by the determination of presence and abundance of AMF species as well as the percentage of root colonization. Mycorrhizal associations were common and there was substantial fungal diversity in different ecosystems. Spores were most abundant in the permanent pasture system and less abundant under continuous wheat. The incidence of mycorrhizal associations in different plant species and the occurrence of Arum and Paris type colonization generally conformed with previous information. Spores of seventeen AMF were verified throughout seasonal changes in 1996 and 1997 in the permanent pasture and on four host species (Lolium perenne, Plantago lanceolata, Sorghum sp. and Trifolium subterraneum) , set up with the same soils under greenhouse conditions. Glomus mosseae was the dominant spore type at all sampling times and in all trap cultures. Mycorrhizal diversity was significantly affected by different sampling times in trap cultures but not in field-collected soil. P. lanceolata, Sorghum sp. and T. subterraneum as hosts for trap cultures showed no differences in richness and diversity of AMF spores that developed in association with their roots. Abundance and diversity were lowest, however, in association with L. perenne , particularly in December 1996. Results show that the combination of spore identification from field-collected soil and trap cultures is essential to study population and diversity of AMF. The study provides baseline data for ongoing monitoring of mycorrhizal populations using conventional methods and material for the determination of the symbiotic effectiveness of AMF key members.

Manganês e germinação de esporos de fungos micorrízicos arbusculares in vitro

A alta disponibilidade de íons metálicos no solo, dentre eles o Mn2+, pode inibir os fungos micorrízicos arbusculares (FMA), retardando a germinação dos esporos e, conseqüentemente, a formação de micorriza, o que reduz a eficiência simbiótica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do íon Mn2+ sobre a germinação de esporos de seis espécies de FMA dos gêneros Glomus, Acaulospora, Gigaspora e Scutellospora em experimento in vitro Em substrato constituído por areia lavada, adicionaram-se 15; 30 e 75 mg kg-1 de Mn2+, na forma de MnCl2.4H2O, mantendo-se um controle sem adição de Mn. Acondicionaram-se os esporos em envelopes membranosos, introduzindo-os entre duas camadas de areia com diferentes níveis de Mn, em placas de Petri. Após 30 dias de incubação, avaliou-se a germinação dos esporos. Houve decréscimo médio de 32, 49 e 75 % na germinação dos esporos, à medida que se aumentaram as doses de Mn, em comparação ao controle. A germinação de esporos do gênero Glomus foi totalmente inibida na maior dose. O gênero Acaulospora sofreu decréscimos de até 50 % já na dose de 15 mg kg-1 de Mn2+, enquanto os gêneros Scutellospora e Gigaspora apresentaram os maiores índices de germinação de esporos, tendo havido tolerância no caso de Gigaspora, mesmo na maior dose de Mn2+, e estímulo à germinação no caso de Scutellospora até à dose 30 mg kg-1 de Mn2+.

Dependência micorrízica de Araucaria Angustifolia (Bert.) O. Ktze. sob doses de fósforo

Este trabalho teve como objetivos determinar a dependência micorrízica de plantas de Araucaria angustifolia, sob diferentes doses de P, e acompanhar o desenvolvimento do hospedeiro e do endófito após a inoculação. O experimento foi realizado em condições de casa de vegetação, em delineamento inteiramente casualizado num esquema fatorial 4 x 4, sendo: três espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) (Glomus intraradices, Gigaspora rosea e uma mistura de FMAs nativos, provenientes de mata de araucária em Campos do Jordão, no estado de São Paulo, e um controle sem FMA, com quatro doses de P no substrato (0, 20, 50 e 150 mg kg-1 de P na forma de KH2PO4), com cinco repetições. Avaliaram-se a matéria seca da parte aérea e raiz, a taxa de colonização radicular, o número de esporos no solo e os teores de nutrientes presentes na parte aérea da planta. Concluiu-se que a Araucaria angustifolia é planta micotrófica e tem dependência micorrízica até a dose de 150 mg kg-1 de P, sendo a taxa de colonização radicular e esporulação variáveis com a espécie de FMA. A espécie Gigaspora rosea é indicada para baixos teores de P no solo e Glomus intraradices para teores mais elevados, enquanto os FMAs nativos são benéficos ao crescimento da araucária em qualquer teor de P. Independentemente da espécie de FMA, as plantas micorrizadas apresentaram maiores concentrações de P e menores de N e K que as não micorrizadas.