Arbuscular mycorrhiza and fungal endophytes in roots of selected plant species growing on inselbergs of West Africa

Mycorrhizal status and morphology of arbuscular mycorrhiza (AM) are reported for the first time for three species living on inselbergs of Benin (West Africa). Colonization by arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) was observed in two plants; in Lindernia schweinfurthii it was of the Arum type, while Monocymbium ceresiiforme revealed intermediate AM morphology. There was no AMF colonization in Cyanotis lanata. Spores of 11 AMF species, two morphotypes of Glomus and one morphotype of Acaulospora were isolated from the soil of West Africa inselbergs for the first time. From 22 to 67 spores per 1g were found in the investigated soils. These numbers are one of the highest reported so far. Mycelia of dark septate endophytes (DSE) and sporangia of Olpidium were observed in the roots of all analyzed species. Chemical properties of the soils were characterized by high variability. No statistically significant correlations were found between soil chemical properties and AMF colonization. Statistical analysis showed positive correlation between the occurrence of DSE and Olpidium in C. lanata, positive correlation between DSE, mycorrhizal parameters (F, M, m, a) and the occurrence of Glomus tenue in all three tested species, negative correlation between mycorrhizal parameters and the occurrence of Olpidium in L. schweinfurthii and M. ceresiiforme. It showed that AMF may have protective abilities against Olpidium, whereas DSE probably have no these features. Moreover, AMF and DSE can both live in plants roots without a negative interaction. Arbuscular mycorrhizal fungi in L. schweinfurthii and M. ceresiiforme may improve nutrient and water acquisition of these plants and can protect them against parasites in these extreme habitats. Probably C. lanata has adopted to inselbergs by creating other protective mechanisms.

Celem pracy było zbadanie statusu mikoryzowego i stopnia kolonizacji przez grzyby arbuskularne korzeni trzech gatunków roślin, Lindernia schweinfurthii (Engl.) Dandy, Cyanotis lanata Benth. oraz Monocymbium ceresiiforme (Nees) Stapf., występujących na ostańcach skalnych Afryki Zachodniej, zlokalizowanych na terenie Beninu. Analizowano także obecność grzybowych endofitów korzeniowych – DSE (dark septate endophytes) i pasożytów z rodzaju Olpidium. Wykonano analizy chemiczne prób gleby pobranej wraz z korzeniami roślin w celu poznania zależności między stopniem kolonizacji korzeni przez grzyby a właściwościami chemicznymi gleby. Stwierdzono występowanie mikoryzy arbuskularnej u L. schweinfurthii i M. ceresiiforme; C. lanata nie tworzy mikoryzy arbuskularnej. U L. schweinfurthii zaobserwowano kolonizację mikoryzową typu Arum, a u M. ceresiiforme występowała kolonizacja typu pośredniego. Po raz pierwszy podano 11 gatunków grzybów arbuskularnych, a także dwa morfotypy z rodzaju Glomus oraz jeden z rodzaju Acaulospora z ostańców skalnych. W próbach gleby pobranych z Beninu obserwowano od 22 do 67 zarodników w 1g gleby. Wartości te są jednymi z najwyższych odnotowanych do tej pory w literaturze. We wszystkich trzech badanych gatunkach stwierdzono endofity korzeniowe – grzyby DSE oraz Olpidium. Gleba ostańców skalnych w Beninie charakteryzowała się dużą zmiennością pod względem zawartości poszczególnych pierwiastków. Nie stwierdzono statystycznie istotnych korelacji w stopniu kolonizacji korzeni przez grzyby arbuskularne a właściwościami chemicznymi gleb. Przeprowadzone testy statystyczne wykazały pozytywną korelację dla frekwencji występowania grzybów DSE i Olpidium w korzeniach C. lanata oraz grzybów DSE, parametrów mikoryzowych (F, M, m, a) i frekwencji Glomus tenue u wszystkich trzech badanych gatunków. Występowała negatywna korelacja dla parametrów mikoryzowych i frekwencji Olpidium u L. schweinfurthii i M. ceresiiforme. Wyniki tych testów mogą świadczyć o możliwości ochrony korzeni przez grzyby arbuskularne przed Olpidium, a także o braku podobnych zdolności grzybów DSE. Natomiast można przypuszczać, że grzyby arbuskularne i grzyby DSE mogą rozwijać się w korzeniach roślin jednocześnie i bez negatywnego, wzajemnego wpływu. Po raz pierwszy zbadano mikoryzę arbuskularną i występowanie grzybowych endofitów korzeniowych u roślin ostańców skalnych Afryki Zachodniej. Wytworzona mikoryza arbuskularna grzybów z L. schweinfurthii i M. ceresiiforme może wpływać na bardziej efektywne pobieranie substancji odżywczych i wody przez te gatunki oraz mieć znaczenie ochronne przed pasożytami w niekorzystnych warunkach siedliskowych, jakimi są ostańce skalne. Natomiast C. lanata mógł wykształcić inne mechanizmy, które przyczyniają się do równie dobrego zaadoptowania tych siedlisk.