Plant Biology Blog

Endofiti vinske trte: Potencial za ekološko pridelavo?

By Matevz Likar

December 6, 2017

Vinogradništvo je pomemben kmetijski sektor, ki lahko veliko pridobi z izboljšanim razumevanjem načina vzgoje vinske trte. Konvencionalno vinogradništvo močno sloni na uporabi pesticidov in umetnih gnojil. Nasprotno pa lahko pri ekološki vzgoji vinske trte najdemo številne ukrepe, ki favorizirajo interakcije med rastlino in glivo. Slednje imajo pozitiven učinek na mineralno prehrano vinske trte, izboljšajo kvaliteto grozdja in zmanjšajo stroško pridelave. Hkrati zaradi zmanjšane uporabe pesticidov in mineralnih gnojil zmanjšajo tudi negativne učinke na okolje.

Arbuskularna mikoriza

Med najpomembnejše simbiontske glive spadajo endofiti, ki tvorijo arbuskularno mikorizo (AM). Kolonizirajo korenine večine kopenskih rastlin, vključno z vinsko trto (Karagiannidis and Nikolaou 1999; Schreiner and Mihara 2009; Likar et al. 2013). Gostitelji so večinoma zelnate trajnice, čeprav najdemo med njimi tudi posamezne lesne predstavnike. AM glive predstavlja skupine približno 270 glivnih vrst iz debla Glomeromycota (Schüßler et al. 2001; Schüßler 2017). AM glive so obligatni biotrofi, ki za preskrbo z ogljikovimi hidrati, potrebujejo povezavo z živim gostiteljem. Kolonizirajo kratke korenine, pri katerih nadomestijo funkcijo koreninskih laskov. Rastline preskrbujejo z vodo in mineralnimi hranili, predvsem fosforjem (pa tudi dušikom in drugimi minerali kot je npr. cink). Znotraj korenin tvorijo grmičaste strukture (arbuskuli) in svitke, ki povečajo površino izmenjave snovi med simbiontoma (Smith and Read 2008).

arbuscules
Rastlinski celici z arbuskuli v notranjosti. Glivne hife in arbuskuli so obarvani s Trypan modrim.

Za dober pregled pomembnosti AM gliv v agrokulturnih sistemih preberite pregledni članek avtorjev Jacott et al. (2017) DOI:10.3390/agronomy7040075.

Temni septirani endofiti

Poleg AM gliv, korenine pogosto kolonizirajo glive z melaniziranimi septiranimi hifami. Te glive so združene pod skupnim imenom temni septirani endofiti (TSE, ang. dark septate endophytes – DSE). Skupina je precej raznolika in združuje številne askomicete, ki večinoma pripadajo redu Helotiales. Pogoste so tudi predstavniki rodov Phialocephala, Rhynchosporium, and Phialophora. V naravi jih najdemo v večini kopenskih ekosistemov, pri čemer so pogostejše v ekstremnih okoljih (za pregled preberite Mandyam and Jumpponen 2005, DOI:10.3114/sim.53.1.173).

Dark septate endophytes
Septirane melanizirane hife temnih septiranih endofitov znotraj korenine vrbe.

Naše poznavanje pomena TSE za mineralno prehrano rastlin je še precej omejen. Prve raziskave nakazujejo, da TSE izboljšajo privzem dušika in fosforja, vendar je učinek močno odvisen od razmer rastišča in kombinacije gliva/rastlina. Pregled večjega števila raziskav je pokazal, da so učinki kolonizacije s TSE na fiziologijo gostitelja lahko vse od negativni ali zanemarljivi pa do pozitivni (Newsham 2011).

Endofitske glive vinske trte

V vinogradih so prisotne različne endofitske glive, ki vključujejo AM glive in TSE (Likar et al. 2013; Oehl et al. 2005; Radić et al. 2014).  AM glive imajo pozitivne učinke na uspevanje vinske trte (Biricolti et al. 1997; Linderman and Davis 2001). Zaradi debelejših korenin in redkejšega koreninskega sistem, je vinska trta še posebej odvisna od glivnih simbionotov. Slednji so tako zelo pomemben dejavnik pri njeni rasti in razvoju. To je še posebej pomembno v ekološki pridelavi, kjer imamo manjši vnos hranil in hkrati povečano pogostost in pestrost AM gliv (Oehl et al. 2004).

Fungal endophytes on grapevine
Pozitivni učinki AM gliv. Glivne hifne mreže se razširjajo izven cone pomanjkanja (siva) in izkoriščajo večji volumen tal. Izčrpavanje mineralov vodi v nastanek cone pomanjkanja tudi okrog hif (škrlatna). Pozitivni učinki kolonizacije z AM glivami vključujejo tudi povečjo odpornost na abiotski in biotski stres. Iz: Jacott et al. (2017) DOI:10.3390/agronomy7040075.

Prisotno TSE na koreninah vinske trte še ni povsem potrjena. Večina dosedanjih raziskav na TSE temelji na ekosistemih zmernotoplega in borealnega pasu. Čeprav so TSE glive kozmopolitanska skupina, značilnih predstavnikov iz hladnejših pasov niso našli tudi v toplejših podnebjih, s katerimi so navadno povezani vinogradi (Girlanda et al. 2006). Njihova odsotnost iz korenin vinske trte je tako lahko posledica pomanjkanja znanja o dominantnih skupinah TSE v sredozemskem podnebju.

Za pregled tematike o endofitskih glivah vinske trte preberite poglavje avtorjev Likar and Regvar (2017) DOI: 10.1007/978-3-319-53064-2_13, v katerem avtorja strneta trenutno poznavanje o pomenu in potencialu AM in TSE gliv za vzgojo vinske trte.

Reference

  • Biricolti S, Ferrini F, Rinaldeli E et al (1997) VAM fungi and soil lime content influence rootstock growth and nutrient content. Am J Enol Vitic 48:93–99
  • Girlanda M, Perotto S, Luppi AM (2006) Molecular diversity and ecological roles of mycorrhiza- associated sterile fungal endophytes in mediterranean ecosystems. In: Schulz B, Boyle C, Sieber T (eds) Soil biology. Springer, Berlin, pp 207–226
  • Jacott CN, Murray, JD, Ridout CJ (2017) Trade-Offs in Arbuscular Mycorrhizal Symbiosis: Disease Resistance, Growth Responses and Perspectives for Crop Breeding. Agronomy 7:75
  • Karagiannidis N, Velemis D, Stavropoulos N (1997) Root colonization and spore population by VA-mycorrhizal fungi in four grapevine rootstocks. Vitis 36:57–60
  • Likar M, Hančević K, Radić T, Regvar M (2013) Distribution and diversity of arbuscular mycorrhizal fungi in grapevines from production vineyards along the eastern Adriatic coast. Mycorrhiza 23:209–219. doi:10.1007/s00572-012-0463-x
  • Linderman RG, Davis EA (2001) Comparative response of selected grapevine rootstocks and cultivars to inoculation with different mycorrhizal fungi. Am J Enol Vitic 52:8–11
  • Mandyam K, Jumpponen A (2005) Seeking the elusive function of the root-colonising dark septate endophytic fungi. Stud Mycol 53:173–189. doi:10.3114/sim.53.1.173
  • Newsham KK (2011) A meta-analysis of plant responses to dark septate root endophytes. New Phytol 190:783–793. doi:10.1111/j.1469-8137.2010.03611.x
  • Oehl F, Sieverding E, Ineichen K et al (2005) Community structure of arbuscular mycorrhizal fungi at different soil depths in extensively and intensively managed agroecosystems. New Phytol 165:273–283. doi:10.1111/j.1469-8137.2004.01235.x
  • Radić T, Likar M, Hančević K et al (2014) Occurrence of root endophytic fungi in organic versus conventional vineyards on the Croatian coast. Agric Ecosyst Environ 192:115–121. doi:10. 1016/j.agee.2014.04.008
  • Schreiner RP, Mihara KL (2009) The diversity of arbuscular mycorrhizal fungi amplified from grapevine roots (Vitis vinifera L.) in Oregon vineyards is seasonally stable and influenced by soil and vine age. Mycologia 101:599–611. doi:10.3852/08-169
  • Schüßler A (2017) Glomeromycota (version Jan 2016). In: Roskov Y, Abucay L, Orrell T, Nicolson D, Bailly N, Kirk PM, Bourgoin T, DeWalt RE, Decock W, De Wever A, Nieukerken E van, Zarucchi J, Penev L (eds) Species 2000 and ITIS Catalogue of Life, 29th May 2017. Digital resource at www.catalogueoflife.org/col. Species 2000: Naturalis, Leiden, the Netherlands. ISSN 2405-8858.
  • Schüßler A, Schwarzott D, Walker C (2001) A new fungal phylum, the Glomeromycota: Phylogeny and evolution. Mycological Research 105:1413–1421
  • Smith SE, Read DJ (2008) Mycorrhizal symbiosis, 3rd ed. Academic Press, London
%d bloggers like this: