The impact of arbuscular mycorrhizal fungi on the content of plant secondary metabolites and the application of these microorganisms in the medicinal plant cultivation

The aim of this thesis was to review available information about the impact of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF Glomeromycota) on medicinal plants and to assess the possibility of applying these symbiotic fungi in the cultivation of these plants. The characterization of AMF, arbuscular mycorrhiza, the role of these microorganisms in cultivation of medicinal plants, their practical use in agriculture, and in process of active protection of rare and endangered species are included. This thesis also contains information about main group of plant metabolites and their usage. The mycorrhizal status of medicinal plants and the impact of AMF on the content of plant secondary metabolites were reviewed. The possibility of using these symbiotic organisms in cultivation was also assessed. The cultivation of medicinal plants could incorporate inoculations of selected AMF that can result in the increase in plant biomass and content of secondary metabolites. The colonization of roots by fungi of Glomeromycota can also protect plants against biotic (pathogens) and abiotic (heavy metal contamination, water deficiency) stresses. In the future, AMF may play an important role in the medical plant cultivation. At present, owing to still insufficient knowledge about interactions between these fungi and medicinal plants and the high costs of fungal inoculum production, the practical use of AMF in the cultivation of medicinal plants is a rarity, and in most cases remains still under investigations.

Celem niniejszej pracy licencjackiej było zebranie informacji na temat wpływu grzybów arbuskularnych na rośliny lecznicze, jak również ocena możliwości zastosowania tych symbiotycznych mikroorganizmów w uprawie roślin leczniczych. Przedstawiona została charakterystyka grzybów arbuskularnych (Glomeromycota), morfologia mikoryzy arbuskularnej oraz ich praktyczne wykorzystanie tych grzybów w ogrodnictwie, rolnictwie, ochronie roślin zagrożonych wymarciem i rekultywacji zanieczyszczonych terenów. Opisane zostały również główne grupy metabolitów roślin leczniczych i przykłady ich zastosowania. Zebrano informacje na temat wpływu grzybów arbuskularnych na produkcję metabolitów wtórnych przez rośliny. Przedstawiono charakterystykę mikoryz oraz status mikoryzowy roślin leczniczych. Przedyskutowano możliwości praktycznego wykorzystania grzybów arbuskularnych w produkcji surowców zielarskich. Symbioza mikoryzowa wpływa pozytywnie na rozwój roślin i zawartość metabolitów wtórnych, pozwala ograniczyć stosowanie nawozów sztucznych, a dzięki temu zwiększyć wydajność uprawy. Największą zaletą mikoryzy jest znaczne zwiększenie obszaru pobierania związków mineralnych przez uprawianą roślinę leczniczą. Grzyby arbuskularne zapewniają także odporność na stres jakim jest zawartość metali ciężkich w glebie, niekorzystne pH, jak również zanieczyszczenia w powietrzu. W przyszłości grzyby arbuskularne mogą odegrać istotną rolę w uprawach roślin leczniczych. Obecnie, ze względu na zbyt małą wiedzę na temat zależności grzybów arbuskularnych i roślin leczniczych oraz wysokie koszty produkcji inokulów grzybowych, ich praktyczne zastosowanie w uprawie tych roślin jest nadal w trakcie badań naukowych. Jednak przy wzrastającej roli rolnictwa ekologicznego istnieją szanse na korzystanie z grzybów mikoryzowych w uprawie roślin leczniczych na szerszą skalę.