Spatiotemporal colonization of Scots pine roots by introduced and indigenous ectomycorrhizal fungi in forest humus and nursery Sphagnum peat microcosms

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Abstract:

Mycorrhizal and non-mycorrhizal Scots pine (Pinus sylvestris L.) seedling combinations were grown in two-dimensional Perspex® microcosms containing forest humus or nursery Sphagnum peat, without additional fertilization. Spatial and temporal patterns of mycorrhizal fungal colonization of roots were assessed over a 3-month period, through visual morphotyping and polymerase chain reaction assisted rDNA fingerprinting of developed mycorrhizas. Six distinct morphotypes of mycorrhiza developed on non-mycorrhizal seedlings grown in forest humus. Three of the morphotypes (white1-, black-, and brown-type) were, respectively, associated with the fungi Suillus bovinus (L. ex Fr.) O. Kuntze, Cenococcum geophilum Fr., and Thelephora terrestris Ehrh.:Fr. (= Tomentella radiosa (P. Karst.) Rick). A fourth pink-type morphotype displayed features indicating root colonization by Tomentellopsis submollis (Svrcek) Hjortstam, but this could not be confirmed because of a lack of source restriction fragment length polymorphism (RFLP) data. Brown-type mycorrhiza were the first to appear after seedling transplantation and black-type mycorrhizas showed local and dispersed root colonization dynamics. Mycorrhiza development in the unfertilized nursery peat substrate was restricted to a single unidentifiable brown-type morphotype, which appeared after 44 days. Rapid colonization of adjacent non-mycorrhizal seedlings by Tomentellopsis submollis, but not S. bovinus, was detected following the introduction of preinoculated seedlings into the humus or peat microcosms. The biomass of seedlings grown in nursery peat, regardless of mycorrhizal status, was significantly lower than that of mycorrhizal seedlings grown in humus. These findings support and extend previous bait seedling studies, as they provide a primary in situ characterization of distinct root colonization strategies of mycorrhizal species in forest humus and nursery peat.

Différentes combinaisons de semis mycorhizés et non mycorhizés de pin sylvestre (Pinus sylvestris L.) ont été cultivés dans des microcosmes bidimentionnels de marque Perspex® contenant de l'humus forestier ou de la mousse de sphaigne utilisée en pépinière, sans fertilisation supplémentaire. Les patrons spatial et temporel de colonisation des racines par les champignons mycorhiziens ont été évalués sur une période de trois mois grâce à la détermination visuelle des types morphologiques et l'utilisation de marqueurs d'ADN ribosomique amplifié par la réaction en chaîne de la polymérase chez les mycorhizes développées. Six types morphologiques distincts de mycorhizes se sont développés sur les semis non mycorhizés cultivés dans l'humus forestier dont trois (les types morphologiques blanc1, noir et brun) ont respectivement été associés aux champignons Suillus bovinus (L. ex Fr.) O. Kuntze, Cenococcum geophilum Fr., et Thelephora terrestris Ehrh.:Fr. (= Tomentella radiosa (P. Karst.) Rick). Un quatrième type morphologique rose avait des caractéristiques qui ressemblaient à une colonisation des racines pas Tomentellopsis submollis (Svrcek) Hjortstam mais cela ne pouvait pas être confirmé étant donné l'absence de données du polymorphisme de longueur des fragments de restricion. Les mycorhizes de type brun apparaissaient les premières après la transplantation des semis et les mycorhizes de type noir avaient une dynamique de colonisation localisée et dispersée des racines. Le développement des mycorhizes dans le substrat non fertilisé de sphaigne était limité à un seul type morphologique impossible à identifier, de couleur brune, qui est apparu après 44 jours. La colonisation rapide des semis adjacents non mycorhizés par Tomentellopsis submollis, mais non par S. bovinus, a été détectée suite à l'introduction de semis pré-inoculés dans les microcosmes contenant de l'humus ou de la mousse. La biomasse des semis dans la mousse de sphaigne, peu importe la mycorhization, était significativement plus faible que celle des semis correspondants cultivés dans l'humus avec des champignons mycorhiziens. Les résultats confirment les études antérieures avec des semis agissant comme appât et vont plus loin en fournissant une caractérisation préliminaire in situ des différentes stratégies de colonisation des racines par les espèces de mycorhizes d

Document Type: Research Article

Publication date: May 1, 2001

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