Estudios de interacción in vitro entre el hongo formador de micorrizas arbusculares Glomus intraradices y el hongo patógeno Armillaria mellea en vid

An interaction study was performed with mycorrhizal plants of the grapevine rootstock Richter 110 (Vitis berlandieri Planch × Vitis rupestris Scheele) and the root pathogenic fungus Armillaria mellea (Vahl:Fr.) P. Kumm using an autotrophic in vitro culture system. Micropropagated plantlets were transferred to Petri plates with MSR medium lacking sugar and vitamins. Inocula of Glomus intraradices (BEG 72) and of Armillaria mellea obtained from a root organ culture and from a mycelium colony grown in malt agar respectively, were added to the plates according to each treatment: non-inoculated, inoculated with G. intraradices, inoculated with A. mellea, and dual-inoculated plants. There were ten replicates per treatment. Fourteen weeks later, the pathogen's mycelium occupied most of the surface/volume of the plate and had produced rhizomorphs. In dual inoculated plates, A. mellea's growth was not affected by the presence of G. intraradices, but the latter produced a lower number of spores and its extraradical phase showed granulation, vacuolation and tip swelling. The pathogen induced necrosis and growth decrease in the root. Glomus intraradices alleviated these symptoms and there were no differences in root biomass between non-inoculated plants and plants inoculated with both fungi. There were no symptoms of the disease in shoots and G. intraradices stimulated shoot growth both, although mycorrhizal colonization was lower when A. mellea was present. No direct antagonism or antibiosis against the pathogen was observed, thus the protective effect exerted by the symbiotic fungus in grapevines must be indirect, mediated through the host plant physiology.Se estudió la interacción entre plantas micorrizadas del portainjerto de vid 110 Richter (Vitis berlandieri Planch × Vitis rupestris Scheele) y Armillaria mellea (Vahl:Fr.) P. Kumm en cultivo autotrófico in vitro. Plantas micropropagadas fueron transferidas a placas de Petri con medio MSR sin azúcar ni vitaminas. Inóculo de Glomus intraradices Schenck and Smith (BEG 72) obtenido a partir de un cultivo axénico de raíces transformadas micorrizadas, e inóculo de A. mellea obtenido en medio agar-malta, se añadieron a las placas según tratamiento: no inoculado, inoculación con G. intraradices, inoculación con A. mellea e inoculación combinada, estableciéndose 10 réplicas por tratamiento. Catorce semanas después, el micelio del hongo patógeno ocupaba casi la totalidad de la superficie/volumen de la placa y había producido rizomorfos. En placas con inoculación mixta, el desarrollo de A. mellea no se vio afectado por la presencia de G. intraradices, mientras que éste produjo menos esporas, y su fase extraradical presentaba granulaciones, vacuolaciones y engrosamientos en las terminaciones. El patógeno indujo necrosis y menor desarrollo radical. Glomus intraradices alivió estos síntomas, y no se observaron diferencias entre la biomasa radical de plantas no inoculadas y de plantas inoculadas con ambos hongos. No aparecieron síntomas de la enfermedad en la parte aérea y G. intraradices estimuló en cualquier caso el crecimiento, pero la colonización micorrícica fue menor en presencia del patógeno. No se observó antagonismo directo o antibiosis, el efecto de protección de la simbiosis micorrícica en vid frente a A. mellea debe ser indirecto, a través de la fisiología del hospedador

Redox activities and ROS, NO and phenylpropanoids production by axenically cultured intact olive seedling roots after interaction with a mycorrhizal or a pathogenic fungus

Las raíces de las plántulas de olivo, en cultivo axénico, fueron colocadas alternativamente en contacto con Rhizophagus irregulares (micorrícicos) o con hongos Verticillim dahliae (patógenos). También se incluyeron tratamientos MeJA. Las raíces intactas (generación de anión superóxido, superóxido dismutasa y actividades de peroxidasa) se midieron en las actividades in vivo del apoplasto. Todos nuestros resultados mostraron que las actividades redox apoplásticas de raíces de las plántulas intactas en contacto con el hongo micorriza compatible fueron claramente atenuados en comparación con el hongo patógeno o tratado con MeJA, incluso en las primeras etapas usadas en el tratamiento. Los fenoles totales, flavonoides y glucósidos fenilpropanoides, también fueron cuantificados. Las raíces en contacto con el hongo micorriza no mejoraron la biosíntesis de compuestos fenólicos con respecto a los controles, mientras que los de contacto con el patógeno mejoraron de forma significativa la biosíntesis de todas las fracciones fenólicas medidas. Las especies reactivas del oxígeno y la acumulación de óxido nítrico en las raíces fueron examinadas por microscopía de fluorescencia. Todos ellas presentaron una acumulación mucho mayor en las raíces en contacto con el patógeno que con el hongo micorriza. En total, estos resultados indican que las raíces de las plántulas intactas de olivo, claramente diferenciadas entre micorrizas y hongos patógenos, atenuan las reacciones de defensa contra la primera para facilitar su creación, mientras que induce una reacción de defensa fuerte y sostenida contra el segundo. Ambas especies reactivas de oxígeno y nitrógeno parecían estar involucrados en estas respuestas desde los primeros momentos de contacto. Sin embargo, se necesitan más investigaciones para aclarar la diafonía propuesta entre ellos y sus respectivas funciones en estas respuestas ya que las imágenes de fluorescencia de las raíces revelaron que las especies reactivas del oxígeno se acumulan principalmente en el apoplasto (congruente con las actividades redox medidas en este compartimento), mientras el óxido nítrico se almacena principalmente en el citosol.Roots of intact olive seedlings, axenically cultured, were alternatively placed in contact with Rhizophagus irregularis (mycorrhizal) or Verticillim dahliae (pathogenic) fungi. MeJA treatments were also included. In vivo redox activities in the apoplast of the intact roots (anion superoxide generation, superoxide dismutase and peroxidase activities) were measured. All our results showed that apoplastic redox activities of intact seedling roots in contact with the compatible mycorrhizal fungus were clearly attenuated in comparison with the pathogenic fungus or treated with MeJA, even at the early stages of treatment used. Total phenolics, flavonoids and phenylpropanoid glycosides were also quantified. Roots in contact with the mycorrhizal fungus did not enhance the biosynthesis of phenolic compounds with respect to controls, while those in contact with the pathogenic one significantly enhanced the biosynthesis of all phenolic fractions measured. Reactive oxygen species and nitric oxid accumulation in roots were examined by fluorescence microscopy. All of them presented much higher accumulation in roots in contact with the pathogenic than with the mycorrhizal fungus. Altogether these results indicate that intact olive seedling roots clearly differentiated between mycorrhizal and pathogenic fungi, attenuating defense reactions against the first to facilitate its establishment, while inducing a strong and sustained defense reaction against the second. Both reactive oxygen and nitrogen species seemed to be involved in these responses from the first moments of contact. However, further investigations are required to clarify the proposed crosstalk between them and their respective roles in these responses since fluorescence images of roots revealed that reactive oxygen species were mainly accumulated in the apoplast (congruently with the measured redox activities in this compartment) while nitric oxid was mainly stored in the cytosol.-- Ministerio de Ciencia e Innovación. Proyecto CGL2009-12406 -- Junta de Extremadura. Proyecto PRI09A023peerReviewe

Micorrizas arbusculares asociadas a la vegetación psamófila de la costa mediterránea

This study was conducted in order to characterize the natural arbuscular mycorrhizal (AM) biodiversity from Mediterranean sand dune ecosystems and to protect in a collection this biodiversity. The occurrence of AM fungi associated with sand dune plant species in three Mediterranean locations on the north-eastern coast of Spain was examined in one well preserved coastal sand dune and in two embrionary dunes recently protected from public access. Traditional taxonomy and molecular techniques were used to identify the AM fungal species present in these ecosystems. The species identified and isolated were: Scutellospora persica (Koske and Walker) Walker & Sanders, Glomus ambisporum Smith & Schenck, Glomus diaphanum Morton & Walker, Glomus clarum Nicolson & Schenck, Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus microaggregatum Koske, Gemma & Olexia and Gigaspora margarita Becker & Hall. Spores of Glomus were the most abundant in the direct soil extraction samples. The molecular analysis indicates that the most abundant fungi forming AM in the roots belonged to the Gigasporaceae group followed by fungi of Glomus group A and Glomus group B. The highest diversity of fungi and abundance of the AM fungal spores was found in the well preserved and undisturbed dune systems.El objetivo de este estudio fue caracterizar la biodiversidad de los hongos formadores de micorrizas arbusculares en ecosistemas de dunas litorales Mediterráneos. Se ha estudiado la presencia y diversidad de los hongos formadores de micorrizas arbusculares asociados a plantas psamófilas en tres zonas de la costa Mediterránea en el Nordeste de España: una zona de dunas bien conservada y dos zonas de dunas embrionarias protegidas. Para identificar las especies de hongos formadores de micorrizas arbusculares recuperadas se han utilizado métodos tradicionales basados en la morfología de las esporas de resistencia y métodos moleculares. Las principales especies de hongos presentes en este hábitat fueron: Scutellospora persica (Koske and Walker) Walker & Sanders, Glomus ambisporum Smith & Schenck, Glomus diaphanum Morton & Walker, Glomus clarum Nicolson & Schenck, Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus microaggregatum Koske, Gemma & Olexia y Gigaspora margarita Becker & Hall. Las esporas del género Glomus fueron las más abundantes en las muestras de suelo. El análisis molecular indicó que los hongos formadores de micorrizas arbusculares más abundantes en las raíces de las plantas pertenecían al grupo Gigasporaceae seguido por hongos del grupo A y B de Glomus. Tanto en la duna bien conservada como en las dunas embrionarias todas las plantas psammófilas estaban micorrizadas. La mayor diversidad de especies y la mayor abundancia de las esporas de hongos formadores de micorrizas arbusculares se encontraron en los sistemas de dunas bien conservados

Efecto de la contaminación del suelo con cromo en la colonización de las raíces con micorrizas arbusculares y en la absorción de metales pesados de Plantago lanceolata

Industrial practices are the primary causes for the accumulation of chromium in the environment, an element considered as a toxic heavy metal when present in high concentrations. The beneficial contribution of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) to plant nutrition and growth has been acknowledged, however, results of heavy metal uptake by plants under mycorrhizal symbiosis vary. The AMF Glomus intraradices (BEG 72) was used with Plantago lanceolata as a host plant in three experiments. In the first one, devised to assess the plant tolerance to Cr(III) in the soil, four levels of chromium concentration were applied in a sterile soil mix, placed in pots with inoculated and non inoculated plant treatments. Plant survival, shoot weight and AMF root colonisation were measured. In the second experiment which was designed in order to determine the effect of the symbiosis on the chromium uptake, similar treatments were used, and in addition, the heavy metal plant tissue content was measured and the bioconcentration factors calculated. In the third experiment the chromium uptake from an industrial chromium waste contaminated soil was assessed using treatments with and without the AMF. Results showed that chromium has a severe impact on the survival of non inoculated plants, however, plants inoculated with AMF in moderately contaminated soil, perform in terms of growth and survival rate, as well as the non inoculated plants in soil with no chromium added, suggesting a buffering effect of the AMF by decreased intake of the toxic element in the roots and its translocation to the shoot.Prácticas industriales, tales como el cromado, el curtido de pieles, tratamientos de la madera y la minería, son las principales causas de la acumulación en el medio ambiente del cromo, un elemento considerado como metal pesado tóxico cuando está presente en grandes concentraciones. Se ha estudiado ampliamente la contribución de los hongos de la micorriza arbuscular (HMA) a la nutrición vegetal y al crecimiento de las plantas y se han descrito distintos efectos de la micorrización en la captación de metales pesados por las plantas. El HMA Glomus intraradices (BEG 72) fue utilizado con Plantago lanceolata como planta hospedante para evaluar la respuesta a la contaminación con Cr(III). Los ensayos se realizaron en suelo esterilizado al que se añadieron tres concentraciones de Cr(III) (100 mg kg-1, 200 mg kg-1, 400 mg kg-1) y en un suelo industrial contaminado con vertidos de cromo. Los resultados mostraron que la acumulación de cromo tiene graves repercusiones en la supervivencia de las plantas no micorrizadas, sin embargo, las plantas inoculadas con el HMA en un suelo moderadamente contaminado, tienen un crecimiento y una tasa de supervivencia comparables a los de las plantas no inoculadas creciendo en suelo no contaminado. La colonización con G.intraradices ejercería un efecto amortiguador de la toxicidad del cromo disminuyendo su absorción por las raíces y su translocación hacia el tallo

Micropropagation of walnut trees (Juglans regia L) and response to arbuscular mycorrhizal inoculation

Juglans regia clones were micropropagated through the establishment of in vitro shoot-tip cultures and induction of adventitious roots. Shoot proliferation of juvenile J regia material was higher than with clones established from adult trees. Genotype and juvenility of the plant material were determinant factors of the in vitro rooting ability. Rooting of adult J regia clones was improved after rejuvenation by subsequent subcultures. The sucrose concentration in the root elongation medium affected the formation of secondary roots per rooted shoot and the acclimatization of plants. Mycorrhizal inoculation of micropropagated walnut trees improved post-acclimatization growth in greenhouse conditions. Inoculation with the arbuscular mycorrhizal fungi Glomus mosseae or G intraradices significantly improved plant survival when transferred to nursery.Micropropagation du noyer (Juglans regia L) et effet de l'inoculation avec des champignons mycorhizogènes à arbuscules. Des clones de noyer, Juglans regia, ont été micropropagés via l'établissement de cultures in vitro d'extrémités de tiges et l'induction de racines adventives. La prolifération des tiges a été plus grande pour les clones juvéniles que pour les clones établis à partir d'arbres adultes. L'aptitude d'enracinement in vitro a varié avec le contexte génétique et le stade, juvénile ou adulte, du matériel de base. Le taux d'enracinement de clones adultes de J regia a augmenté après rajeunissement du matériel au moyen de subcultures successives. La concentration de sucrose dans le milieu d'élongation des racines a eu un effet sur le nombre de racines formées et sur le sevrage des plantes. La mycorhization des noyers micropropagés a amélioré la croissance des plantes en serre. L'inoculation avec les deux champignons mycorhizogènes essayés : Glomus mosseae et Glomus intraradices a augmenté le taux de survie des noyers lors de leur transplantation en pépinière

Alternative strawberry production using solarization, metham sodium and beneficial soil microbes as plant protection methods

High-impact chemical biocides are no longer used in crop production systems due to environmental concerns and sustainable agricultural practices must involve the use of environmentally friendlier alternatives for controlling pests and diseases. We compared the effect of two disinfestation treatments, solarization and metham sodium, combined with the arbuscular mycorrhizal fungus Glomus intraradices, the saprophytic fungus Trichoderma aureoviride and the plant growth-promoting rhizobacteria Bacillus subtilis, in strawberry crop production. Also, the effects of high temperatures achieved during the solarization process on the viability of mycorrhizal inocula were evaluated under controlled conditions in a laboratory study. Moist inocula of the arbuscular mycorrhizal fungus G. intraradices were maintained for three hours for five consecutive days at 35, 40, 45, 50 and 55 °C, respectively. Our results show that soil solarization and metham-sodium disinfestation improved strawberry yield by 24% and 18%, respectively, compared with the fruit yield obtained in untreated soil, whereas application of T. aureoviride and B. subtilis did not affect plant production in the absence of a pathological agent. Solarization and metham-sodium application did not eliminate the natural populations of arbuscular mycorrhizal fungi and at the end of the experiment all plants, independently of the treatments, were mycorrhizal. After the heating treatments, under controlled conditions, the inoculum of G. intraradices submitted to 50 °C completely lost its mycorrhizal potential

Arbuscular mycorrhizal fungi associated with psammophilic vegetation in Mediterranean coastal sand dunes

This study was conducted in order to characterize the natural arbuscular mycorrhizal (AM) biodiversity from Mediterranean sand dune ecosystems and to protect in a collection this biodiversity. The occurrence of AM fungi associated with sand dune plant species in three Mediterranean locations on the north-eastern coast of Spain was examined in one well preserved coastal sand dune and in two embrionary dunes recently protected from public access. Traditional taxonomy and molecular techniques were used to identify the AM fungal species present in these ecosystems. The species identified and isolated were: Scutellospora persica (Koske and Walker) Walker & Sanders, Glomus ambisporum Smith & Schenck, Glomus diaphanum Morton & Walker, Glomus clarum Nicolson & Schenck, Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus microaggregatum Koske, Gemma & Olexia and Gigaspora margarita Becker & Hall. Spores of Glomus were the most abundant in the direct soil extraction samples. The molecular analysis indicates that the most abundant fungi forming AM in the roots belonged to the Gigasporaceae group followed by fungi of Glomus group A and Glomus group B. The highest diversity of fungi and abundance of the AM fungal spores was found in the well preserved and undisturbed dune systems.El objetivo de este estudio fue caracterizar la biodiversidad de los hongos formadores de micorrizas arbusculares en ecosistemas de dunas litorales Mediterráneos. Se ha estudiado la presencia y diversidad de los hongos formadores de micorrizas arbusculares asociados a plantas psamófilas en tres zonas de la costa Mediterránea en el Nordeste de España: una zona de dunas bien conservada y dos zonas de dunas embrionarias protegidas. Para identificar las especies de hongos formadores de micorrizas arbusculares recuperadas se han utilizado métodos tradicionales basados en la morfología de las esporas de resistencia y métodos moleculares. Las principales especies de hongos presentes en este hábitat fueron: Scutellospora persica (Koske and Walker) Walker & Sanders, Glomus ambisporum Smith & Schenck, Glomus diaphanum Morton & Walker, Glomus clarum Nicolson & Schenck, Glomus intraradices Schenck & Smith, Glomus microaggregatum Koske, Gemma & Olexia y Gigaspora margarita Becker & Hall. Las esporas del género Glomus fueron las más abundantes en las muestras de suelo. El análisis molecular indicó que los hongos formadores de micorrizas arbusculares más abundantes en las raíces de las plantas pertenecían al grupo Gigasporaceae seguido por hongos del grupo A y B de Glomus. Tanto en la duna bien conservada como en las dunas embrionarias todas las plantas psammófilas estaban micorrizadas. La mayor diversidad de especies y la mayor abundancia de las esporas de hongos formadores de micorrizas arbusculares se encontraron en los sistemas de dunas bien conservado