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The serpentine syndrome below ground: ectomycorrhizas and hypogeous fungi associated with conifers

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Abstract:

Serpentine soils select for unique plant communities, often with sparse vegetation. Mycorrhizal fungi mediate the interaction between plants and soils, yet little is known about the mycorrhizal fungi of serpentine-tolerant plants. Ectomycorrhizas and hypogeous fungal sporocarps were sampled on paired serpentine and nonserpentine soils in southwestern Oregon. We hypothesized that conifers on serpentine soils would have fewer species of mycorrhizal fungi, a distinct assemblage of ectomycorrhizal fungi, and fewer hypogeous sporocarps with less species richness. Sporocarps were sampled and soil cores collected around pines on serpentine and nonserpentine soils. Conifers on serpentine and nonserpentine soils hosted overlapping communities of ectomycorrhizal fungi, as characterized by nonmetric multidimensional scaling. From soil cores, we categorized 27 species by morphotype, of which 18 were identified by DNA. Fewer hypogeous sporocarps with less taxonomic richness were collected on serpentine soils. The lack of indicator species of mycorrhizal fungi and the greater variability among samples on serpentine soils suggest that soil composition does not determine the mycorrhizal community. The sparseness of host vegetation may limit the ability of fungi to grow from tree to tree and may increase the reliance on spore dispersal, thus creating a more varied pattern of mycorrhizal communities.

Les sols de serpentine supportent des communautés végétales uniques, souvent avec une végétation clairsemée. Les plantes et le sol interagissent par l’intermédiaire des champignons mycorhiziens, mais on connaît mal les champignons mycorhiziens associés aux plantes qui tolèrent les serpentines. Les ectomycorhizes et les carpophores hypogés des champignons ont été échantillonnés sur des sols appariés contenant ou non des serpentines dans le sud-ouest de l’Oregon. Nous nous attendions à ce que les conifères établis sur les sols de serpentine soient mycorhizés par moins d’espèces de champignons, que l’assemblage de champignons ectomycorhiziens soit distinct et qu’il y ait moins de carpophores hypogés avec une plus faible richesse en espèces. Les carpophores ont été échantillonnés et des carottes de sol ont été prélevées autour des pins sur des sols contenant ou non des serpentines. Les conifères établis sur les sols de serpentine et les sols sans serpentines étaient l’hôte de communautés de champignons ectomycorhiziens qui se recoupaient tel que caractérisé par une analyse non métrique d’échelonnement multidimensionnel. À partir des carottes de sol, nous avons classé 27 espèces par morphotype, dont 18 espèces qui ont été identifiées en utilisant l’ADN. Moins de carpophores hypogés avec une moins grande richesse taxonomique ont été collectés sur les sols de serpentine. L’absence d’espèces indicatrices de champignons mycorhiziens et la plus grande variabilité parmi les échantillons provenant des sols de serpentine indiquent que la communauté mycorhizienne n’est pas déterminée par la composition du sol. La faible densité de la végétation hôte peut limiter la capacité des champignons de se développer d’arbre en arbre et faire en sorte qu’ils doivent compter davantage sur la dispersion des spores, créant par conséquent un patron plus varié de communautés mycorhiziennes.

Document Type: Research Article

Publication date: August 1, 2010

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