Klíčení a hyphal růst
Klíčení spor může probíhat třemi způsoby; prostřednictvím klíčení štíty, stejně jako v Acaulospora a Scutellospora, přímo prostřednictvím spore zdi v Gigaspora a některých druhů Glomus, nebo přes opětovný růst prostřednictvím hyphal přílohy, které je běžné v mnoha jiných druhů Glomus (Siqueira et al., 1985). Proces nevyžaduje kořeny rostlin, i když v jejich přítomnosti se někdy zvyšuje procento klíčivosti., Klíčení v půdě nebo na agarovém médiu produkuje malé množství presymbiotického mycelia, řádově 20-30 mm na spóru. Existují náznaky, že toto mycelium může mít mírné kapacity pro využití exogenního cukru a acetátu (Bago et al., 1999a) a případně pro saprotrophic růst v půdě (Hepper a Warner, 1983), ale v absenci kořenů nebo kořenových exsudátů, hyfy mají velmi pomalý metabolismus a všechny pokusy o dlouhodobé kultury se nepodařilo (Azcón-Aguilar et al., 1999; Giovannetti, 2000; Bécard et al., 2004)., Přítomnost kořenů nebo kořenových exsudátů stimuluje růst a větvení mycelia a zřejmě převádí je do ‚infekce ready‘ státu (viz Kapitola 3), ale pokračující růst nenastane, a žádné nové výtrusy jsou vyráběny, pokud úspěšné kolonizace kořenového systému dochází; v případě, že zárodek se stává samostatná budova, růst hyf přestane.
většina studií klíčení použili vody nebo živného agaru, různě modifikované, ale alternativní a ekologicky relevantní přístup zahrnuje pohřbívat spóry v půdě zabaleny takovým způsobem, že mohou být navrácena., Nepravidelné klíčení mohou souviset s dormance, jako Tommerup (1983) ukázal, spóry ‚Gigaspora‘ (Scutellospora) calospora, Acaulospora laevis a dvou druhů Glomus jsou spící, když nejprve tvořen, ale po období skladování dormance je překonat. Spory se pak stávají klidovými a jsou schopny rychle a poměrně synchronně klíčit za vhodných podmínek vlhkosti a teploty., To souhlasí s další vyšetřování ukazuje, že dobu skladování v suché půdě nebo při nízké teplotě zvýší procento klíčivosti, v závislosti na druhu (Sylvia Schenck a, 1983; Tommerup, 1984a; Gemma a Koske, 1988; Louis a Lim, 1988; Safir et al., 1990).
Hepper a Mosse (1975) a následně Hepper a spolupracovníky (Hepper a Smith, 1976; Hepper, 1979, 1983a, 1983b, 1984a; Hepper a Jakobsen, 1983) provedla rozsáhlé a systematické vyšetřování klíčení jednoho druhu, Glomus caledonium. Tyto a další vyšetřování (Schenck et al.,, 1975; Green et al., 1976; Daniels and Duff, 1978; Daniels and Trappe, 1980) umožňují provést některé velmi široké zobecnění (přezkoumáno Azcón-Aguilar et al., 1999; Giovannetti, 2000). Druhy hub se liší v optimální pH, maticový potenciál půdy a teploty pro maximální klíčení a, i když účinky vysoké koncentrace P a ostatní minerální živiny jsou variabilní, těžké kovy (Zn, Mn a Cd), organické kyseliny a řadu cukry mohou být inhibiční. Vysoká slanost snižuje klíčivost, pravděpodobně díky vlivu na vodní potenciál (Juniper and Abbott, 1993, 2004)., Několik výzkumů naznačuje, že glukóza, kořenové exsudáty nebo výtažky z hostitelských druhů stimulují klíčení (Graham, 1982; Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Vilarino a Sainz, 1997; Bécard et al., 2004), zatímco ostatní zprávy negativní účinky nebo vůbec žádné (Shriner a Koide, 1993a, 1993b, 1993c; Vierheilig a Ocampo, 1990a, 1990b).
Klíčení je někdy, ale ne vždy, se zvýšil v přítomnosti mikroorganismů nebo snížil ve sterilní půdě (Azcón-Aguilar et al., 1986a, 1986b; Mayo et al., 1986; Azcón, 1987; Wilson et al.,, 1988; Daniels Hetrick and Wilson, 1989; Xavier and Germida, 2003). Komplexní interakce mezi mikrobiální aktivitu a klíčení spór a mycelial růst lze očekávat i možné mechanismy zahrnují odstranění toxinů nebo inhibitory klíčení, tvorbu specifických stimulačních látek a udržování zvýšené koncentrace CO2, i když účinky na klíčení samo o sobě může být menší (Le Tacon et al., 1983).,
Klíčení a hyphal růst od zárodku byl intenzivně studován s cílem určit, proč je tak omezeno v nepřítomnosti kořenového kolonizace, stejně jako v naději, že produkovat vhodné podhoubí pro použití jako inokulum. Časná práce zaměřená na identifikaci nezbytného metabolitu, který by mohl chybět., Trochu pochopení je získal, i když to bylo shodně zjištěno, že zvýšená koncentrace P v médiu snížena hyphal růst, že stimulační účinky peptonu, kterou lze vysledovat na lysin, cystein a glycin složek, a to K (spíše než Na) soli siřičitanu a metabisulphate byly více než stimulační síranu nebo thiosíranu., Různé metabolické inhibitory, jako aktinomycin, cycloheximide, ethidium bromid a tak dále, také nedokázal vnést hodně světla, kromě toho, že indikuje, že neexistují žádné závažné omezení DNA nebo proteinů při klíčení spór (Hepper, 1979, 1983a, 1983b, 1984a; Siqueira et al., 1982, 1985; Hepper a Jakobsen, 1983; Pons a Gianinazzi-Pearson, 1984). Zdá se však, že rychlost metabolismu spór a zárodečných zkumavek je nízká (Tamasloucht et al., 2003; Bécard et al., 2004)., Uložených lipidů přeměňuje na sacharidy a malé množství glukózy a acetátu mohou být absorbovány, ale lipidů, syntéza neprobíhá během klíčení (Bago et al., 1999a).
práce na účincích rostlinných exsudátů a těkavých látek byla mnohem poučnější (Koske a Gemma, 1992). Již v roce 1976 zaznamenal Powell (1976) zvýšené větvení hyf v půdě, protože rostly velmi blízko ke kořenům., Ve vhodné testy, rozpustný výpotků nebo extrakty z kořenů hostitelských druhů, stejně jako z buněčných kulturách, podnítil růst a větvení mycelia rostoucí z výtrusy (Graham, 1982; Carr et al., 1985; Elias a Safir, 1987; Vierheilig et al., 1998a; Buee et al., 2000), zatímco exsudáty z nehostitelů neměly žádný účinek (Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Schreiner and Koide, 1993b; Buee et al., 2000). Vysoký přísun P do kořenů, ze kterých byly shromážděny exsudáty, měl negativní účinky na hyphální odpovědi (Tawaraya et al.,, 1996), případně související se sníženou akumulací stimulačních sloučenin (Akiyama et al., 2002, 2005). Opět v půdě, Giovannetti et al. (1993b), ukázala komplexní hyphal větvení vzory spojené s mycelial růst plísní na kořeny počtu hostitelských druhů (Fragaria, Helianthus, Oncimum, Lycopersicon a Triticum), ale ne na non-hosts Brassica, Dianthus, Eruca nebo Lupinus., Ve stejné době, řada studií byla zahájena na účinky různých fenolické sloučeniny produkované kořeny nebo semena, a je známo, že ovlivňují symbiotický vývoj mezi Rhizobium a Agrobacterium a jejich hostitelů. Stručně řečeno, flavonoidy mají konzistentní stimulační účinky na růst a větvení zárodečných zkumavek Gi. margarita a některé druhy Glomus (Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Tsai a Phillips, 1991; Bécard et al., 1992; Buee et al., 2000) a může také vést ke zvýšené kolonizaci kořenů houbami (Nair et al., 1991; Siqueira et al., 1991; Akiyama et al., 2002)., Tam byly některé nesrovnalosti ve výsledcích z různých skupin pomocí příbuzných sloučenin, ale celkově, oni navrhli, že flavonoidy (někdy spolu se zvýšenou hladinou CO2), může být klíčové signální molekuly podílející se na stimulaci presymbiotic mycelium a produkuje tvorbu a případně směrových k růstu kořenů (Vierheilig et al., 1998a). Tento názor se nyní jeví jako nesprávný, protože ačkoli flavonoidy mají stimulační účinky, nejsou nezbytné pro tvorbu mykorhizy., Bécard et al (1995) jasně ukázaly, že kolonizace došlo v kořenech druhů, které nepřinesly flavonoidy a že mutanti kukuřice, nedostatkem rna syntázy a tedy schopen produkovat flavonoidy, jsou kolonizována normálně. Zdá se nejpravděpodobnější, že další lipofilní složky kořenových exsudátů, nazývají větvící faktor (BF) a nedávno identifikován jako seskviterpenových, se podílí na posílené mycelial růst, změny v morfogenezi a procesy, které vedou k jejich (Buee et al., 2000; Tamasloucht et al., 2003; Akiyama et al., 2005; Besserer et al., 2006)., Sloučenina je aktivní ve velmi nízkých koncentracích a je pravděpodobné, že bude signální molekulou spíše než živinou. V každém případě, zvýšení větvení a anastomóza vede k tvorbě rozšířené a vzájemně propojených presymbiotic hyphal sítě se zvýšenou pravděpodobností kontaktu kořene rostliny zahájit kolonizaci, jakož i zachování celistvosti a přepravní kapacity v případě poškození.
Spóry některých druhů se zdají být přizpůsobeny přežít situace, kdy klíčení není bezprostředně následuje kolonizace kořenů a vytvoření symbiotický vztah., Infekčnost spor Acaulospora laevis a Glomus caledonium byl uložen ve vlhké půdě po dobu nejméně 4 týdnů v nepřítomnosti vhodné rostliny, ale snížil mezi 4 a 10 týdnů (Tommerup, 1984b). Podobně inokulum g. intraradices na bázi spór udržel infekčnost až 3 týdny ve vlhké půdě při teplotách až 38 ° C (Haugen a Smith, 1992). Základem je neznámý pro tyto druhy, ale v G. caledonium naprogramovaný růst zatčení zárodečné trubky dochází, pokud žádné druhů rostlin k dispozici pro kolonizaci (Logi et al., 1998). Dále spory Gi., gigantea jsou schopny produkovat řadu zárodečné trubky postupně, pokud ty předchozí, jsou odříznuti (Koske, 1981) a je pravděpodobné, že jaderné dělení dochází, výměna jádra, která se stěhoval do mycelium v počátečních fázích růstu (Bécard a Pfeffer, 1993). Glomus epigaeus produkuje sekundární plodnic v dlouhodobé skladování bez jakékoliv intervence kolonizace kořenů (Daniels a Menge, 1980).
celkově se zdá, že spory jsou dobře přizpůsobeny jejich rolím jako jednotky schopné iniciovat kolonizaci v kořenech., Jsou schopny dlouhodobého přežití v půdě, ale mohou opakovaně klíčit v nepřítomnosti kořenů a udržovat nízkou metabolickou aktivitu. V přítomnosti kořenů a stimulovaných kořenovými exsudáty dochází k metabolickým změnám, které vedou ke zvýšenému větvení, prodloužení hyphalu a kontaktu kořenů. Hyphal anastomózy mezi úzce souvisí presymbiotic mycelia bude produkovat větší podhoubí, což opět vede ke zvýšení šance na houbové jednotka zachytí vhodný kořen, zahájení kolonizace a tedy přístupu k pokračující přísun cukrů.