Mycorrhizal fungi of native and introduced trees in the Seychelles Islands
Date
2010-01-14T14:12:15Z
Authors
Suvi, Triin
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Mycorrhiza is a mutualistic relationship between plants and fungi. Fungi provide mineral nutrients (N, P) to the host plant that, in return, transfers carbohydrates fixed via photosynthesis to the fungus. Mycorrhiza is divided into different types based on morphology/anatomy of the colonized root. In case of ectomycorrhiza (EcM) fungus forms a fungal sheath around the root tip and Hartig net between the cortical cells. EcM is most common in temperate regions, but can also be found in tropics. Study was carried out in the Seychelles archipelago that consists of more than one hundred granitic, coral and sand islands that are situated in Indian Ocean just south of the equator. The granitic islands of the Seychelles represent mountain tops of the largely submerged Mahé microcontinent that was separated from Gondwana approximately 65 million years ago and evolved in isolation thereupon. Six plant species were studied – Intsia bijuga, Vateriopsis seychellarum, Pisonia grandis, Pisonia sechellarum, Pinus caribea and Eucalyptus robusta. P. caribea and E. robusta are introduced to the Seychelles, while the other species are native or even endemic (V. seychellarum and P. sechellarum). The mycorrhizal status of P. sechellarum was not known before. Fungal species from the roots were determined by using molecular methods. All studied plants possessed EcM root tips, except P. sechellarum that was forming arbuscular mycorrhiza. Altogether we found 37 EcM fungal species from the roots of different plants. V. seychellarum hosted the most EcM fungal species (15 spp.) while P. grandis and P. caribea the least (three spp. for both). The detected overall species richness is low compared with the other tropical and temperate regions probably caused by long-term isolation and ex¬ten¬¬sive removal of natural vegetation. The most species rich fungal taxa were Thelephorales, Agaricales and Boletales that are also the most common and diverse in other tropical and temperate fungal communities. Introduced E. robusta had common EcM fungi with I. bijuga and V. seychellarum while P. caribea did not share its fungal partners. P. caribea was introduced as seedlings and probably was already associated with EcM fungi, it seems that these fungi are not able to associate with native plants and at the same time P. caribea cannot form mycorrhiza with local fungi. Also native P. grandis possessed distinctive fungal partners (only Tomentella spp.) probably due to unique environmental conditions of the habitat - large amount of N and P amendment to the soil as bird guano makes the soil conditions unusual for the EcM fungi that are common in nutrient-poor soils. It seems that P. grandis is associated with a narrow range of EcM fungi throughout its area. In addition, fungal fruit-bodies were collected from the sampling sites and nine new Tomentella species were described: Tomentella pisoniae, Tomentella tedersooi, Tomentella parmastoana, Tomentella hjortstamiana, Tomentella tenuis, Tomentella beaverae, Tomentella pileocystidiata, Tomen¬tella larssoniana, Tomentella intsiae.
Enamik maismaataimi moodustavad koos seentega ühiseid struktuure, mida nimetatakse seenjuureks ehk mükoriisaks. Antud kooseluvorm on üldjuhul kasulik mõlemale osapoolele. Seen varustab taime mineraalainete (lämmastik, fosfor) ning taim omakorda seent suhkrutega. Seenjuure väliste ja anatoomiliste tunnuste põhjal jagatakse see erinevatesse tüüpidesse. Ektomükoriisa korral moodustavad seeneniidid juuretipu ümber seenmantli ning juurerakkude vahele Hartigi võrgustiku, mille kaudu toimub partneritevaheline toitainete liikumine. Käesolev töö viidi läbi Seišellidel – India ookeanis paikneval saarestikul, mis on mandritest olnud edaldatud ligikaudu viimased 65 miljonit aastat. Mükoriisaseened määrati molekulaarsete meetodite abil kuue taimeliigi juurtest - Intsia bijuga, Vateriopsis seychellarum, Pisonia grandis, Pisonia sechellarum, Pinus caribea ja Eucalyptus robusta. P. caribea ja E. robusta on Seišellidele sissetoodud istanduste rajamiseks. V. seychellarum ja P. sechellarum on Seišellidele endeemsed, lisaks ei olnud eelnevalt teada, millist seenjuuretüüpi moodustab P. sechellarum. Kõigi uuritud taimede juurtest leiti ektomükoriisseid juuretippe, väljaarvatud P. sechellarum, kes moodustas arbuskulaarset mükorrisat. Erinevate peremeestaimede juurtelt leidsime kokku 37 ektomükoriisat moodustavat seeneliiki. Kõige rohkem leidsime ektomükoriisseid seeneliike V. seychellarum (15 liiki) ning kõige vähem P. grandis ja P. caribea juurtest (3 liiki mõlemalt). Võrreldes parasvöötme metsadest ning ka troopilistest taimekooslustest kirjeldatud ektomükoriisaseente liigirikkusega, on Seišellidelt leitud liikide arv madalam. Peamisteks põhjusteks on tõenäoliselt asjaolud, et Seišellid on olnud mandritest eraldatud ligikaudu 65 miljonit aastat ning alates inimasustuse saabumisest on toimunud laiaulatuslik looduslike metsade maharaiumine. Kõige liigirikkamad olid seeneseltsid Thelephorales, Agaricales ja Boletales. Antud seltsid on avaldatud uurimistööde põhjal ühed liigirikkamad ning sagedamini esinevad ektomükoriisa taksonid nii parasvöötme kui ka troopilistes metsades. V. seychellarum, I. bijuga ja E. robusta jagasid ektomükoriisseid seeni, samal ajal kui liigiga P.caribea seotud seeni me ei leidnud ühegi teise taime juurtelt. Tõenäoliselt on viimased sisse toodud koos männiistikutega. P. grandis oli seotud kolme ektomükoriisse seeneliigiga (kõik perekonnast Tomentella), mida samuti ei esinenud kuskil mujal saarestikus. Taolist omapärast seotust vaid kindla seeneperekonna liikidega saab seletada P. grandis kasvupaiga eripäraga. Nimelt on ta levinud saartel, millel pesitseb palju linde, kelle lämmastiku- ja fosforirikkad väljaheited muudavad mullastiku toitainete rikkaks võimaldades seal edukalt hakkama saada vaid antud keskkonnale spetsialiseerunud liikidel. Lisaks koguti ekspeditsiooni käigus üheksa teadusele seni kirjeldamata Tomentella liigi viljakehad. Kasutades nii anatoomilisi kui ka molekulaarseid tunnuseid kirjeldati need uute liikidena. Tomentella pisoniae, Tomentella tedersooi, Tomentella parmastoana, Tomentella hjortstamiana, Tomentella tenuis, Tomentella beaverae, Tomentella pileocystidiata, Tomentella larssoniana, Tomentella intsiae.
Enamik maismaataimi moodustavad koos seentega ühiseid struktuure, mida nimetatakse seenjuureks ehk mükoriisaks. Antud kooseluvorm on üldjuhul kasulik mõlemale osapoolele. Seen varustab taime mineraalainete (lämmastik, fosfor) ning taim omakorda seent suhkrutega. Seenjuure väliste ja anatoomiliste tunnuste põhjal jagatakse see erinevatesse tüüpidesse. Ektomükoriisa korral moodustavad seeneniidid juuretipu ümber seenmantli ning juurerakkude vahele Hartigi võrgustiku, mille kaudu toimub partneritevaheline toitainete liikumine. Käesolev töö viidi läbi Seišellidel – India ookeanis paikneval saarestikul, mis on mandritest olnud edaldatud ligikaudu viimased 65 miljonit aastat. Mükoriisaseened määrati molekulaarsete meetodite abil kuue taimeliigi juurtest - Intsia bijuga, Vateriopsis seychellarum, Pisonia grandis, Pisonia sechellarum, Pinus caribea ja Eucalyptus robusta. P. caribea ja E. robusta on Seišellidele sissetoodud istanduste rajamiseks. V. seychellarum ja P. sechellarum on Seišellidele endeemsed, lisaks ei olnud eelnevalt teada, millist seenjuuretüüpi moodustab P. sechellarum. Kõigi uuritud taimede juurtest leiti ektomükoriisseid juuretippe, väljaarvatud P. sechellarum, kes moodustas arbuskulaarset mükorrisat. Erinevate peremeestaimede juurtelt leidsime kokku 37 ektomükoriisat moodustavat seeneliiki. Kõige rohkem leidsime ektomükoriisseid seeneliike V. seychellarum (15 liiki) ning kõige vähem P. grandis ja P. caribea juurtest (3 liiki mõlemalt). Võrreldes parasvöötme metsadest ning ka troopilistest taimekooslustest kirjeldatud ektomükoriisaseente liigirikkusega, on Seišellidelt leitud liikide arv madalam. Peamisteks põhjusteks on tõenäoliselt asjaolud, et Seišellid on olnud mandritest eraldatud ligikaudu 65 miljonit aastat ning alates inimasustuse saabumisest on toimunud laiaulatuslik looduslike metsade maharaiumine. Kõige liigirikkamad olid seeneseltsid Thelephorales, Agaricales ja Boletales. Antud seltsid on avaldatud uurimistööde põhjal ühed liigirikkamad ning sagedamini esinevad ektomükoriisa taksonid nii parasvöötme kui ka troopilistes metsades. V. seychellarum, I. bijuga ja E. robusta jagasid ektomükoriisseid seeni, samal ajal kui liigiga P.caribea seotud seeni me ei leidnud ühegi teise taime juurtelt. Tõenäoliselt on viimased sisse toodud koos männiistikutega. P. grandis oli seotud kolme ektomükoriisse seeneliigiga (kõik perekonnast Tomentella), mida samuti ei esinenud kuskil mujal saarestikus. Taolist omapärast seotust vaid kindla seeneperekonna liikidega saab seletada P. grandis kasvupaiga eripäraga. Nimelt on ta levinud saartel, millel pesitseb palju linde, kelle lämmastiku- ja fosforirikkad väljaheited muudavad mullastiku toitainete rikkaks võimaldades seal edukalt hakkama saada vaid antud keskkonnale spetsialiseerunud liikidel. Lisaks koguti ekspeditsiooni käigus üheksa teadusele seni kirjeldamata Tomentella liigi viljakehad. Kasutades nii anatoomilisi kui ka molekulaarseid tunnuseid kirjeldati need uute liikidena. Tomentella pisoniae, Tomentella tedersooi, Tomentella parmastoana, Tomentella hjortstamiana, Tomentella tenuis, Tomentella beaverae, Tomentella pileocystidiata, Tomentella larssoniana, Tomentella intsiae.
Description
Väitekirja elektroonilisest versioonist puuduvad väitekirja aluseks olevate publikatsioonide täistekstid