Dynamics of carbon and phosphorus flows in arbuscular mycorrhizal symbiosis

Abstract

Dynamika toků uhlíku a fosforu v arbuskulární mykorrhizní symbióze Mgr. Tereza Konvalinková (disertační práce) Abstrakt Arbuskulárně mykorrhizní (AM) houby jsou značně rozšíření a vysoce specializovaní kořenoví symbionti, již získávají veškerý svůj uhlík (C) z hostitelských rostlin, jimž na oplátku poskytují minerální živiny (zejména fosfor, P). Tato práce je zaměřena na rozsah a flexibilitu toků C a P v arbuskulární mykorrhize vzhledem k podmínkám prostředí, zvláště dostupnosti světla a P. Práce dále diskutuje náznaky, že symbiotické toky jsou aktivně regulovány oběma partnery. Poznatky jsou prezentovány ve formě souboru vědeckých prací (dva původní články, jeden souborný článek a jedna knižní kapitola). Jak přínosy mykorrhizy pro tolici (Medicago truncatula), tak její kolonizace AM houbou (R. irregularis) klesala ve skleníkovém pokuse podél gradientu klesající intenzity světla. Kupodivu, morfologická přizpůsobení tolice k dlouhodobému nedostatku světla byly dále posíleny mykorrhizou, pravděpodobně kvůli požadavkům AM houby na C a díky lepší výživě mykorrhizních rostlin. Na druhou stranu, náhlé šestidenní zastínění vedlo k rychlému poklesu obsahu P v prýtech mykorrhizních rostlin, doprovázenému akumulací P v kořenech. To napovídá, že AM houby pokračovaly v čerpání P z půdy, ale neposkytovaly ho hostiteli,...

Dynamics of carbon and phosphorus flows in arbuscular mycorrhizal symbiosis Mgr. Tereza Konvalinková (doctoral thesis) Abstract Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) are widespread and highly specialized root symbionts, which gain all of their carbon (C) from the hosts, supplying plants with mineral nutrients (particularly with phosphorus, P) in return. This thesis focuses on the size and flexibility of C and P flows in arbuscular mycorrhiza in relation to environmental conditions, in particular to light and P availability. The indications that the symbiotic flows are regulated actively by both partners are discussed. The main findings are presented as a compilation of separate scientific works (two research articles, one review and one book section). A glasshouse experiment has shown that both mycorrhizal benefits and mycorrhizal colonization of medic (Medicago truncatula) by an AMF species (R. irregularis) decline along the gradient of decreasing light intensity. Interestingly, morphological adaptation of medic to the long-term light deprivation was boosted by mycorrhiza, probably because of C demand of AMF and due to the improved nutrition of the mycorrhizal plants. On the other hand, sudden 6-day shading caused rapid decline of shoot P content of mycorrhizal plants, accompanied with the accumulation of P...