The role of arbuscular mycorrhizal symbiosis in plant performance under the specific edaphic conditions of serpentine soils

Abstract

P. Doubková: Význam arbuskulární mykorhizní symbiózy pro růst rostlin ve specifických podmínkách hadcových půd Souhrn Hadcové půdy představují specifické prostředí s nepříznivými fyzikálně-chemickými vlastnostmi, které zahrnují především vysoký obsah hořčíku, spolu s nízkým poměrem vápníku vůči hořčíku, zvýšené koncentrace některých těžkých kovů a často také nedostatek základních živin či nízkou vododržnou kapacitu půdy. Předložená práce vycházela z předpokladu, že za těchto nepříznivých podmínek může hrát významnou pozitivní roli v růstu a výživě rostlin jejich symbióza s arbuskulárně mykorhizními (AM) houbami. Ty zlepšují příjem živin hostitelskými rostlinami a pomáhají jim překonávat různé typy abiotic- kého stresu. U zvolené modelové hostitelské rostliny - chrastavce rolního (Knautia arvensis, Dipsacaceae) jsme zjišťovali: i) přirozený výskyt AM symbiózy a druhovou bohatost a složení společenstev AM hub kolonizujících kořeny; ii) význam AM symbiózy v hadcových podmínkách pro rostliny z hlediska růstu, příjmu prvků a odpovědi při vystavení vodnímu stresu; iii) diferenciaci hadcových a nehadcových populací K. arvensis, resp. AM hub v reakci na hadcové podmínky. Rostliny K. arvensis na hadcových lokalitách vykazovaly obecně nižší kolonizaci kořenů AM houbami než rostliny v nehadcových půdách. Přilehlé...

P. Doubková: The role of arbuscular mycorrhizal symbiosis in plant performance under the specific edaphic conditions of serpentine soils Summary Serpentine soils represent a unique environment characterized by unfavourable physicochemical properties involving low calcium to magnesium ratio, increased concentrations of heavy metals, often also deficiencies of essential macronutrients, and low water-holding capacity. Under these adverse conditions, a considerable potential of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) to promote plant growth was hypothesized due to the importance of arbuscular mycorrhizal (AM) symbiosis for plant nutrition and alleviation of various types of abiotic stress. On a model host plant species, Knautia arvensis (Dipsacaceae), we examined: i) occurrence of AM symbiosis and species richness and composition of the native AMF communities; ii) role of AM symbiosis in plant growth, element uptake and drought stress tolerance; iii) edaphic differentiation in plant populations or in AMF symbionts under serpentine vs non-serpentine conditions. Generally, K. arvensis plants showed lower frequency of mycorrhizal root colonization at serpentine compared to the non-serpentine sites. Adjacent serpentine and non-serpentine populations also differed in AMF species assemblages colonizing their roots. Both,...