Арбускулярные микоризные грибы сотрудничают примерно с 65-75% наземных растений, обеспечивая их питательными веществами из почвы в обмен на сахара, образующиеся во время фотосинтеза. Эти грибковые сообщества оказывают большое влияние на типы растений, которые могут расти в определенном месте, и ученые стремятся узнать больше об их разнообразии и их экологическом воздействии. Однако природа арбускулярной микоризы означает, что грибы растут в тканях растений, поэтому бывает сложно определить, какие виды присутствуют в конкретной среде.
Хотя секвенирование ДНК было использовано для идентификации около 350 наиболее распространенных арбускулярных микоризных грибов в определенных регионах, эти подходы вряд ли дадут полную картину вида в конкретной среде. Чтобы лучше охарактеризовать разнообразие арбускулярных микоризных грибов, кандидат наук Бенджамин Морган и его научный руководитель доктор Луиза Эгертон-Уорбертон разработали новый метод, способный обнаруживать более редкие виды грибов в сообществе, открывая путь для будущего понимания того, как они могут изменяться. в ответ на изменения окружающей среды.
Их результаты опубликованы в недавнем выпуске Applications in Plant Sciences.Морган и Эгертон-Уорбертон опирались на последние достижения в характеристике сообществ арбускулярных микориз, адаптировав проверенные инструменты секвенирования ДНК, специфичных для грибов, для использования с современными технологиями. Они добавили метку «штрих-код» к праймерам, молекулам, которые связываются с ДНК, чтобы их можно было использовать с чрезвычайно чувствительным высокопроизводительным оборудованием для секвенирования ДНК для обнаружения более редких видов.Исследователи использовали этот новый подход для анализа образцов почвы и корней из двух лесов на полуострове Юкатан в Мексике, выявив один из самых высоких уровней видового богатства, зарегистрированных на сегодняшний день.
Они идентифицировали 2213 «операционных таксономических единиц» (OTU), которые представляют либо отдельные виды, либо генетически изменчивые особи из меньшего набора видов. В сообществах арбускулярных микоризных грибов доминировало небольшое количество очень обычных грибов; всего 22 OTU составили 89% последовательностей ДНК, идентифицированных в исследовании.
Морган уточняет: «Большое количество хорошо поддерживаемых OTU было неожиданным и, вероятно, отражает повышенную чувствительность этого подхода и его способность улавливать редкие таксоны, которые легко не заметить в анализах сообщества на основе спор и других подходах к секвенированию».Исследователей также заинтриговали различия, обнаруженные ими между грибными сообществами двух исследовательских участков, которые имеют очень похожие растительные сообщества и находятся всего в 50 милях друг от друга. Щелочность почвы и уровни азота и фосфора в почве привели к тому, что определенные группы видов были более распространены на том или ином участке, причем различия были наиболее выражены в более редких OTU. Будущие исследования, вероятно, выявят гораздо больше взаимодействий с окружающей средой, объясняет Морган: «На самом деле это просто снимок двух сообществ арбускулярных микоризных грибов. была основной целью нашей работы над опубликованной в настоящее время работой ".
Грибковые системы арбускулярной микоризы играют решающую роль в окружающей их среде, влияя на растения, которые могут там расти, и питательные вещества, которые накапливаются и высвобождаются из почвы. Это исследование является многообещающим началом расширения наших знаний об этих системах. Морган продолжает: «Весьма вероятно, что глобальное разнообразие арбускулярных молекулярных грибов намного выше, чем текущие оценки.
Учитывая их важность в формировании экосистем, мы заинтересованы в том, чтобы больше узнать об этих видах и их возможных функциях, особенно в сообществах, которые могут претерпят значительные изменения в результате антропогенных нарушений и изменения климата в ближайшие десятилетия ».Исследование финансировалось за счет гранта Института устойчивого развития и энергетики Северо-Западного университета.