a Germinação e hyphal crescimento
a Germinação de esporos pode ocorrer de três maneiras; por meio de germinação escudos, como no Acaulospora e Scutellospora, diretamente, através do esporo de parede em Gigaspora e algumas espécies Glomus, ou através de rebrota através do hyphal anexo, que é comum em muitas outras espécies Glomus (Siqueira et al., 1985). O processo não requer raízes de plantas, embora por cento de germinação é às vezes aumentada em sua presença., A germinação no solo ou em meio de ágar produz pequenas quantidades de micélio pré-primário, da ordem de 20-30 mm por esporo. Existem indicações de que este micélio pode ter pequenas capacidades para utilizar açúcar exógeno e acetato (Bago et al., 1999a) e possivelmente para o crescimento saprotrófico no solo (Hepper e Warner, 1983), mas, na ausência de raízes ou exsudados de raízes, as hifas têm taxas metabólicas muito lentas e todas as tentativas de cultura a longo prazo falharam (Azcón-Aguilar et al., 1999; Giovannetti, 2000; Bécard et al., 2004)., A presença de uma raiz ou exsudados da raiz estimula o crescimento e ramificação do micélio e aparentemente converte-o em um estado “pronto para infecção” (ver Capítulo 3), mas o crescimento contínuo não ocorre e não são produzidos novos esporos a menos que ocorra a colonização bem sucedida de um sistema radicular; se o esporo se desprender, o crescimento das hifas cessa.a maioria dos estudos de germinação tem usado água ou ágar nutriente, variadamente modificado, mas uma abordagem alternativa e ecologicamente mais relevante envolve o enterramento de esporos no solo embalado de forma a que possam ser recuperados., Irregular, a germinação pode estar relacionado a dormência, como Tommerup (1983) mostrou, esporos de ‘Gigaspora’ (Scutellospora) calospora, Acaulospora laevis e duas espécies Glomus são dormente quando formado pela primeira vez, mas depois de períodos de armazenamento, dormência é superada. Os esporos tornam-se então Quiescentes e capazes de germinar rapidamente e de forma bastante sincronizada em condições adequadas de humidade e temperatura., Isto está de acordo com outras investigações que mostram que os períodos de armazenagem em solo seco ou a baixa temperatura aumentam a percentagem de germinação, dependendo das espécies (Sylvia e Schenck, 1983; Tommerup, 1984a; Gemma e Koske, 1988; Louis e Lim, 1988; Safir et al., 1990).
Hepper e Mosse (1975) e, posteriormente, Hepper e co-trabalhadores (Hepper e Smith, 1976; Hepper, 1979, 1983a, 1983b, 1984a; Hepper e Jakobsen, 1983) realizou uma ampla e sistemática investigação de germinação de uma espécie única, Glomus caledonium. Estas e outras investigações (Schenck et al.,, 1975; Green et al., 1976; Daniels and Duff, 1978; Daniels and Trappe, 1980) allow some very broad generalizations to be made (reviewed by Azcón-Aguilar et al., 1999; Giovannetti, 2000). As espécies de fungos variam no pH ideal, no potencial matricial do solo e na temperatura para a germinação máxima e, embora os efeitos de concentrações elevadas de P e outros nutrientes minerais sejam variáveis, metais pesados (Zn, Mn e Cd), ácidos orgânicos e uma gama de açúcares podem ser inibitórios. A alta salinidade reduz a germinação, provavelmente através do seu efeito sobre o potencial hídrico (Juniper e Abbott, 1993, 2004)., Algumas investigações sugerem que a glicose, exsudados ou extratos de espécies hospedeiras estimulam a germinação (Graham, 1982; Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Vilarino and Sainz, 1997; Bécard et al., 2004), enquanto outros reportam efeitos negativos ou nenhuns (Schreiner e Koide, 1993a, 1993b, 1993c; Vierheilig e Ocampo, 1990a, 1990b).a germinação é por vezes, mas não invariavelmente, aumentada na presença de microrganismos ou diminuída em solo estéril (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). Interações complexas entre a atividade microbiana e a germinação de esporos e o crescimento micelial são esperados e possíveis mecanismos incluem a remoção de toxinas ou inibidores de germinação, produção específica de estimulação compostos e a manutenção de elevadas concentrações de CO2, embora os efeitos sobre a germinação, em si, pode ser menor (Le Tacon et al., 1983).,a germinação e o crescimento hifal dos esporos foram intensamente estudados com o objetivo de determinar por que é tão limitado na ausência de colonização da raiz, bem como na esperança de produzir micélio axênico para uso como inóculo. Os primeiros trabalhos centraram-se na identificação de um metabolito essencial que pode estar em falta., Pouco entendimento foi adquirida, embora tenha sido constatado que o aumento da concentração de P no meio reduzida hyphal de crescimento, que os efeitos estimulatórios de peptona pode ser rastreada para a lisina, cisteína e glicina e de componentes que K (em vez de Na) sais de sulfito e metabisulphate foram mais estimulante do que a do sulfato ou da solução de tiossulfato., Vários inibidores metabólicos como actinomycin, cicloheximida, brometo de etídio e assim por diante, também não derramou uma grande quantidade de luz, exceto para indicar que não há sérios limites ao DNA ou a síntese de proteínas durante a germinação de esporos (Hepper, 1979, 1983a, 1983b, 1984a; Siqueira et al., 1982, 1985; Hepper and Jakobsen, 1983; Pons and Gianinazzi-Pearson, 1984). No entanto, a taxa metabólica de esporos e tubos de germes parece ser baixa (Tamasloukht et al., 2003; Bécard et al., 2004)., Os lípidos armazenados são transformados em hidratos de carbono e pequenas quantidades de glucose e acetato podem ser absorvidas, mas a síntese dos lípidos não ocorre durante a germinação (Bago et al., 1999a).o trabalho sobre os efeitos dos exsudados e voláteis das plantas tem sido muito mais esclarecedor (Koske e Gemma, 1992). Já em 1976, Powell (1976) notou um aumento da ramificação de hifas no solo, pois elas cresceram muito perto das raízes., In axenic tests, soluble exudates or extracts from the roots of host species, as well as from cell cultures, stimulated the growth and branching of micélio growing from spores (Graham, 1982; Carr et al., 1985; Elias and Safir, 1987; Vierheilig et al., 1998a; Buee et al., 2000), enquanto os exsudados de não-hospedeiros não tiveram efeito (Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Schreiner and Koide, 1993b; Buee et al., 2000). A elevada oferta de P às raízes das quais foram recolhidos exsudados teve efeitos negativos nas respostas hifais (Tawaraya et al.,, 1996), possivelmente relacionada com a redução da acumulação de compostos estimuladores (Akiyama et al., 2002, 2005). Novamente no solo, Giovannetti et al. (1993b) mostrou padrões complexos de ramificação hifal associados ao crescimento micelial a partir de esporos nas raízes de várias espécies hospedeiras (Fragaria, Helianthus, Oncimum, Lycopersicon e Triticum), mas não nos não hospedeiros Brassica, Dianthus, Eruca ou Lupinus., Ao mesmo tempo, vários estudos foram iniciados sobre os efeitos de vários compostos fenólicos produzidos por raízes ou sementes e conhecidos por influenciar o desenvolvimento simbiótico entre Rhizobium e Agrobacterium e seus hospedeiros. Em resumo, os flavonóides têm efeitos estimuladores consistentes no crescimento e ramificação de tubos de germes de Gi. margarita and some Glomus species (Gianinazzi-Pearson et al., 1989; Tsai and Phillips, 1991; Bécard et al., 1992; Buee et al., 2000) e também pode levar a uma maior colonização das raízes pelos fungos (Nair et al., 1991; Siqueira et al., 1991; Akiyama et al., 2002)., Houve algumas inconsistências nos resultados de diferentes grupos usando compostos relacionados, mas, no geral, eles sugeriram que os flavonóides (às vezes, juntamente com o CO2 elevado) podem ser moléculas de sinal chave envolvidas na estimulação da formação pré-micélio e micorriza e possivelmente de crescimento direcional em direção às raízes (Vierheilig et al., 1998a). Esta visão agora parece estar incorreta porque, embora os flavonóides tenham efeitos estimuladores, eles não são essenciais para a formação de micorrizas., Bécard et al (1995) mostrou claramente que a colonização ocorreu em raízes de espécies que não produzem flavonóides e que os mutantes do milho, deficientes em calcona sintase e, portanto, incapazes de produzir flavonóides, são colonizados normalmente. Parece mais provável que outro componente lipofílico de raiz exsudato, denominado fator de ramificação (BF) e recentemente identificada como um sesquiterpene, está implicado em maior crescimento micelial, alterações na morfogênese e os processos que levam a eles (Buee et al., 2000; Tamasloukht et al., 2003; Akiyama et al., 2005; Besserer et al., 2006)., O composto é ativo em concentrações muito baixas e é provável que seja uma molécula de sinal ao invés de um nutriente. Em qualquer caso, o aumento da ramificação e anastomose leva à formação de uma rede hifal presimbiótica ampliada e interconectada, com maior probabilidade de entrar em contato com uma raiz da planta para iniciar a colonização, bem como de manter integridade e capacidade de transporte se danificada.esporos de algumas espécies parecem ser adaptados para sobreviver a situações em que a germinação não é imediatamente seguida pela colonização das raízes e estabelecimento de uma relação simbiótica., A infecciosidade dos esporos de Acaulospora laevis e Glomus caledonium foi mantida em solo húmido durante, pelo menos, 4 semanas na ausência de plantas adequadas, mas diminuiu entre 4 e 10 semanas (Tommerup, 1984b). Do mesmo modo, o inóculo à base de esporos de G. intraradices manteve a infecciosidade durante até 3 semanas em solo húmido a temperaturas até 38°C (Haugen e Smith, 1992). The basis is unknown for these species, but in G. caledonium a programmed growth arrest of the germ tubes occurs if no plant species becomes available for colonization (Logi et al., 1998). Além disso, esporos de Gi., gigantea são capazes de produzir um número de germe de tubos, sucessivamente, se os anteriores são cortadas (Koske, 1981) e é provável que a divisão nuclear ocorre, substituindo os núcleos que migrou para o micélio durante os estágios iniciais de crescimento (Bécard e Pfeffer, 1993). Glomus epigaeus produz esporocarpos secundários em armazenamento de longo prazo sem qualquer colonização de raízes (Daniels e Menge, 1980).no geral, os esporos parecem estar bem adaptados às suas funções como unidades capazes de iniciar a colonização nas raízes., Eles são capazes de sobrevivência a longo prazo no solo, mas podem germinar repetidamente na ausência de raízes e manter baixa atividade metabólica. Na presença de raízes e estimulados por exsudados de raízes, ocorrem alterações metabólicas que resultam em aumento de ramificação, extensão hifal e contato de raiz. A anastomose hifal entre micélia pré-colombiana estreitamente relacionada produzirá micélia maior, levando novamente a maiores chances de a unidade fúngica interceptar uma raiz adequada, iniciando a colonização e, portanto, acessar um fornecimento contínuo de açúcares.