Bitki etkileşimleri döndürülmüş çekirdeği kullanan ortak mikorizal ağlar üzerinden incelenmesi

Toplumları büyük olasılıkla içinde birçok bitki arbuscular mikorizal (AM) mantarlar tarafından birbirine bağlanır, ancak onlar tarafından bitki etkileşimlerin arabuluculuk öncelikle mycorrhizas olmadan karşı ile bitkiler büyüyen tarafından araştırıldı. Biz onların sonuçları bitki etkileşimleri için araştırmaya mikorizal bitkiler arasında ortak mikorizal ağları yönetmek için bir yöntem mevcut.

Arbuscular (AM) mikorizal mantarlar bitki mineral besin alımını ve büyüme etkiler, bu nedenle, onlar bitki etkileşimleri etkileme potansiyeline sahip. Onların etkisi gücünü sonuçta ortak mikorizal ağ (CMN) içinde bireyler arasında bağlantı kurmak için kökleri yakın besin tüketme bölgeleri yaymak extraradical mycelia bulunur. Çoğu deneyler, ancak, AM mantarlar bitki etkileşimleri rol mikorizal Mantarlar, CMNs rolü açıkça adrese başarısız bir yöntem olmadan karşı ile bitkiler büyüyen tarafından araştırdı. Burada, CMNs bitki etkileşimleri rolünü araştırmak için yöneten bir yöntem öneriyorum. Bizim yöntem bir naylon mesh ve/veya kat oluklu açıklıklar, ¹⁵N gübre ve besin bakımından fakir interstisyel kum hidrofobik malzeme ile konik dipleri ile değiştirilmiş konteynerler kullanır. CMNs ya yaptı tarafından kapları döndürme kopmuş veya tarafından katı bir bariyer oluşturan engelledi etkileşen bireyler arasındaki sağlam. Cihazla ilgili izlenimlerimizi kapsayıcılar dönen CMNs bozabilir ve CMNs arasında bitki etkileşimleri üzerindeki etkileri önlemek için yeterli olduğunu göstermektedir. Yaklaşımımız avantajlı çünkü doğanın, önceden kurulmuş CMNs ve a maiyet-in çeşitli faydalar sağlayabilir AM mantar kullanımı dokunarak fidan gibi yönlerini taklit eder. Deneyimiz bitkiler fide aşamasında soruşturma için sınırlı olmasına rağmen bitki etkileşimleri CMNs arasında bu nedenle işleyişi hakkında biyolojik soruluk CMNs ekosistemleri içinde araştırmak için uygulanabilen bizim yaklaşım kullanarak tespit edilebilir.

Arbuscular (AM) mikorizal mantarlar destekli bitkiler toprak kolonizasyon 460 milyon yıl önce¹ ve bugün, hayati mineral besin ile büyüme için-mek şartıyla onları çoğu bitkiler², her yerde simbiont olduklarını. AM mantar ince, iş parçacığı gibi hif yem için mineral besin besin tüketme bölgeleri sık sık karşılaşıyor ve kök bitkiler bir "ortak mikorizal Network" komşu sistemleri kolonileşmesi kökleri, yakınındaki ötesinde (CMN). Ortak mikorizal ağlar da formu mantar germlings birleştirmek kurulan ağlar³veya hif OLDUĞUMDA sigorta (conspecific hif^4,5,6,7ile anastomose). Bu extraradical hif toprak ölçüde extraradical hif oluşturan toplam toprak mikrobiyal biyokütle çayır ve Mera toprak⁸ ve rahatsız edilmeden otlak^{9 111 m·cm-3 için germe % %20 30 ile çok büyüktür} .

Ortak mikorizal ağları birbirine komşu bitkiler^10,11,12,13arasında mineral besin bölümü. Bitkiler kadar alabilirsiniz onların fosfor % 80'i ve onların toplam karbon mantar için sabit % 20 kadar sağlarken kendi azot gereksinimlerden AM Mantarlar, % 25'i iade¹⁴. Son tüp bebek kök organ kültür çalışmaları CMNs tercihen mantarlar^11,12çoğu karbon sağlamak ana kökleri ile mineral besin değişimi buldu. Ayrıca, farklı tür AM mantar onların kalitesinde bazı mantarlar için daha az karbon diğerlerinden daha fazla fosfor alışverişi ile simbiyotik ortak olarak¹⁵farklı olabilir. Kök organ kültürler dikkatle kontrollü ortamlarda ve doğrudan hyphal bağlantıları gözlemlemek yeteneği mevcut çünkü AM sembiyoz eğitim için faydalı modeller olmakla birlikte, onlar etkileyen fotosentez sürgünler dahil değildir fotosentez, terleme ve diurnal değişiklikler gibi önemli fizyolojik süreçler, de oluşturan karbon ve mineral besin lavabolar.

Doğada, fidan büyük olasılıkla zaten kurulmuş CMNs dokunun. Yakın zamana kadar ancak, bilim adamları sadece AM mantarlar bitki besleme üzerinde etkisini tarafından büyüyen bitkiler ve olmayan AM Mantarlar, genellikle tek bir tür AM mantar ile inceledik. Bu eser arbuscular mycorrhizas anlayışımızı çok bilgilendirici olmasına rağmen bu yöntem CMNs birbirine bağlı ana bitkiler arasındaki etkileşimler olabilir potansiyel olarak önemli rol gözden kaçırdığı. Özellikle, son derece AM mantar büyüme için bağlı bitkiler en az muhtemelen bizim yorum etkileşimlerin 'denetimi olarak' için bir temel kullanıldığında AM mantar-aracılı semptomlarıdır AM mantarlar^16,17, olmadan etkileşim başvuru.

Soruşturma CMNs rolü bitki etkileşimleri ve nüfus yapılanması için döndürülmüş çekirdekli yaklaşım öneriyorum. Bütün bitkiler üyelik CMNs ve tüm bitkiler AM mantarlar ile yetiştirilir kurulan çünkü bizim yaklaşım AM sembiyoz doğada bileşenlerini taklit eder. Kök etkileşimleri kaldırarak, metodolojimiz özellikle AM mantarlar tarafından da CMNs içinde mineral besin hareketleri izleme sırasında aracılı etkileşimleri üzerinde duruluyor. Yaklaşımımız döndürülmüş çekirdek alanında ve sera içinde AM gerçekçi işleyişini anlamak için kullandığı önceki çalışmalarına oluşturur.

Döndürülmüş çekirdek yöntemi literatürde extraradical hif^18,19,20,21işlemek için bir yöntem olarak kurulmuştur ve amacına bağlı olarak birkaç kısımdan üzerinde olmuştur son yirmi yılda. Başlangıçta, örgü çanta veya engelleri hif içinde-büyüme sağlayan arbuscular mikorizal hif toprak^22,23yılında miktarını ölçmek için bölmeleri kök-ücretsiz sağlamak için kullanılmıştır. O zaman, sert su boruları veya Yuvaları hif ama değil kökleri, naylon mesh edilebilen kaplı boru plastik içine toprak silindirik çekirdek geliştirilmiştir. Bunlar kolayca extraradical mycelia^18,24,25bozmaya döndürülmüş. Döndürülmüş çekirdek bitkiler arasında yerleştirildi ve toprak hyphal uzunlukları gram başına toprak¹⁸, bitki-Alerjik çekirdek gelen extraradical mycelia²⁴veya fosfor alımı için ¹³C Cerayanlar quantified¹⁸yaşında. Başka bir tür çekirdeği kullanımı AM mantarlar sterilizasyon veya bunların her ikisi de toprak organik dolaylı etkileri var mantar ilaçları, uygulama alternatif olarak sık sık hyphal bozulma ile kökleri kolonizasyon azaltmak için alanındaki içlerinde bitkiler büyümek için yapıldı. Madde ve diğer mikropların¹⁸.

Hyphal kafes bariyer yaklaşım besin bölümleme araştırmak ve etkileşimleri arasında CMNs, ama dikdörtgen microcosms yerine döndürülmüş çekirdekli bitki için kullanılmıştır. Walder ve ark.²⁶ AM mantarlar Rhizophagus, birinin CMNs izotoplar kullanarak karbon alışverişi için mineral besin izini sürerek Linum usitatissimum (keten) ve sorgum bicolor (sorgum) arasındaki etkileşimler araştırıldı irregularis veya Funneliformis mosseae²⁶. Onların çalışma oluşan bitki bölmeleri tarafından ayrılmış microcosms engelleri, hyphal bölmeleri için mikorizal hif yalnızca erişilebilir ve radyoaktif ve kararlı izotop yer alan etiketli hyphal bölmeleri kafes. Denetimleri, çalışma tedaviler mikorizal mantarlar olmadan kullanılır. Şarkı ve ark.²⁷ benzer bir yaklaşım bu bitki bir bitki tarafından bir mantar patojen bulaştığında F. mosseae kurulan CMNs arasında sadece sinyalleri taşımış olabilir bulmak için kullanılır. Ayrıca, benzer şekilde Walder ve ark.²⁶, Merrild vd.²⁸ bireysel bölmeleri tarafından ayrılmış bitkilerde büyüdü CMNs tarafından büyük bir Cucumis bağlantılı Solanum lycopersicum (domates) fide tesisi performansını araştırmak için kafes sativus bir bol miktarda karbon kaynağı temsil (salatalık) bitki. Onlar Ayrıca mikorizal mantarlar olmadan tedavileri CMNs²⁸kesilmesinin yerine kullanılır. İkinci, ilgili bir denemede karbon fosfor değişimi için ³²s. Microcosms hyphal kafes engelleri ile Etiketlenmiş kafes torbaları kullanılarak incelenmiş ve bir tedavi olarak kesilmesinin CMN kim rekabetçi araştırıldı Janos vd.²⁹tarafından kullanılan Fidan okaliptüs tetrodonta ova ağaç türlerinin ve nakli yağmur ormanı ağacının Litsea glutinosaarasındaki etkileşimler. Bu çalışmada, Janos vd.²⁹ fidan katmanları mesh hyphal bağlantıları²⁹kırmak için birbirlerine karşı sürgülü birkaç santimetre içeren bölmeler kaldırdı.

Döndürülmüş çekirdek yöntemi evrimi son adımında tencere veya microcosms^20,30içinde çekirdek içinde bitkiler büyümek için olmuştur. Wyss³⁰ döndürülmüş çekirdek verici veya 'hemşire' AM ana bitki, Tamarindus indicave ectomycorrhizal nasıl extraradical miselyum yayılırken extraradical AM miselyum Pinus elliottii fidan kolonize Eğer tespit etmek için kullanılan Mantarlar fide performansı etkiler. Büyük ticari borulu fide kapları (Tablo reçetesi) microcosms içinde her iki sağlam plastik (CMNs) olduğunu veya oluklu ve hidrofobik bir membran ile kaplı. Oluklu fide kapları ya da değil döndürülmüş (sağlam CMNs) olduğunu veya boyutları Babikova ve ark.²⁰ tarafından CMNs ile arasında Vicia sinyal belowground araştırmak için kullanılan farklı mesh bariyer ile kurulan CMNs. döndürülmüş çekirdek koparmaya döndürülmüş FABA (fasulye) bitkiler. Onların çalışmada, 30 cm Çap mesocosms içinde bir merkez donör bitki kökleri ve hif (hiçbir engel) veya yalnızca bir 40 mikron ağ kurulan CMNs birbirine. Merkez bitkiler kafes içine çekirdek dönüşü ile komşu bitkiler ile etkileşimleri üzerinden kesilmiş veya CMNs çekirdek kapsayan iyi bir 0.5 mikron kafes tarafından engelledi.

Burada, CMNs etkisi doğrudan bitki etkileşimleri kararlı izotop izleme ile birlikte incelemek için önceden döndürülmüş çekirdekli yaklaşımlar yönlerini birleştirir bir yöntem mevcut. Bizim yöntem ilgi merkezi bitki komşu bitkiler tarafından çevrili bir 'hedef bitki' yaklaşım kullanır. Tesisleri oluklu ve naylon serigrafi mesh, hidrofobik membran ile kaplı dönebilen fide kapsayıcılar içinde yetiştirilen ya da sağlam plastik olmayan değişiklik vardır. Ortak mikorizal ağlar haftada bir kez kopmuş veya olduğu gibi devam etti ve ¹⁵N kararlı izotop hareket Merkezi hedef bitki için komşularının döndürülmüş çekirdek gelen azot iz. Bitki boyutu mineral besin ve kararlı izotop alımı ile karşılaştırarak, biz hangi bitki parası veya CMNs ana bitkiler arasındaki etkileşimler zarar değerlendirmek.

1. inşaat ve montaj dönebilen çekirdek

1. (Daha sonra 'konteyner'; denir ticari borulu fide kapları değiştirmek Tablo malzeme) 19 mm x 48 cm uzunlukta açıklıklar geniş için.
   1. Böylece delikleri yaklaşık 1 cm ayrı kullanılarak kalıpçı 19 mm delik olan bir merkez, pilot twist tatbikat gördüm üst üste bir kapsayıcı (12,1 cm uzunluk x 2.5 cm çapında) taraf iki delik kesme. Kapsayıcı bir ördünüz matkap basın karşı tutun ve konteyner içinde sondaj sırasında yerde tutmak yardımcı olmak için uygun bir kısa dübel ile bir adrestir. Bir konteyner ile esnek plastik çatlama engellemek için kullanın.
   2. (Sert plastik kullanımı için bir kılıç-testere) arasındaki makas, Tel makası veya teneke snips delikli plastik kalan ince parça kesip bir yapmak için açılış 2 cm genişliğinde ve 5 cm uzunluğunda uzamış.
   3. Adımları yineleyin 1.1.1-1.1.2 kapsayıcı karşı tarafta.
2. Naylon mesh ve/veya hidrofobik membran (şekil 1A) ile yuva kapağı.
   1. Naylon mesh ile 40 mikron gözenekleri 9.5 cm x 8,5 cm parçalar halinde kesin. Kapsayıcılar olarak çok sayıda parçalar kesin.
   2. Yüksek mukavemetli, endüstriyel sıcak tutkal kullanarak kumaş hafif bazı örtüşme ile her iki açıklıklar kapsayacak şekilde konteynırları üzerine naylon mesh dışarıdan tutkal.
   3. Su hareketi önlenmesi gerekirse böyle gibi suda çözünen besin veya kararlı izotop kullanırken, naylon mesh katmanı sağlayan bir hidrofobik membran^31,32 (Malzemeler tablo) ile kapak oldum mantar hif Pass, ama sadece su buharı ve değil sıvı su hareketi.
   4. Sıcak tutkal açıklıklar çevresinde ambalaj üzerinde ve naylon mesh uzun kenarları boyunca yerleştirin. Konteyner parmak yanan önlemek için kumaş üzerine rulo. Tutkal nerede mesh örtüşme kenarları kumaş kenarı boyunca uzanan bir katman ekleyin. Kenar sıkıca kapatın biraz karton üzerine basın. Rulo her zaman sürekli bir yönde örtüşen kafes kenarına olması olası substrat kazmak için itti değil o tencere veya microcosms bitmiş kapsayıcılara dönüşü aynı yönde olacak.
   5. Tutkal soğuduktan sonra serbest kenarları ve elektrikçi teyp gibi esnek bir bant kullanarak kopyalama önlemek için kumaş kapsayıcısının üst ve alt ucunun teyp.
3. Adım 1.2.5 olduğu gibi aynı bant kullanarak, her kapsayıcı kapsayıcı kök büyüme pot/evren geri kalanını içine önlemek için konik sonu (alt ucunda delik) tarafında küçük delikler kapak.
4. Drenaj sağlarken toprak kaybını önlemek için bir cam mermer her kapsayıcı dibine yerleştirin.
5. Herhangi bir potansiyel bir CMN bitkiler arasında forma için içermeyen bir denetim tedavisi için katı, değiştirilmemiş kaplar (şekil 1A) kullanın.

2. tencere veya kaplar konik ucunun sığacak şekilde microcosms Meclisi

1. Kapsayıcılar içinde sabit bir konuma dik duruyorum ve uygun drenaj var, bir pot alt bakacak şekilde çevirin emin olmak için. Sabre-testere kullanarak desteği için küçük bir dudak bırakarak potun alt etrafında kesmek.
2. Polistren köpük hazırlanması
   1. Polistren köpük, 36 mm kalınlığında, bir şerit testere ile bir daire kesme jig kullanarak pota dibinde olarak aynı çapta yara bere.
   2. Matkap delik delik matkap basın ve 19 mm kullanarak köpük içine (orta twist tatbikat) konteyner yerleştirilir desende gördüm.
   3. Hedef tesisi deneme için komşu çevresindeki bireyler için eşit aralıklı delik merkezi bir delik. 15,5 cm çapında bir pot için yer altı 12 mm 11 cm çapı Daire (şekil 1B) çevresi ayrı delikler açtım.
   4. Delik hexagonally veya bir evren deney (şekil 1 c, D) kare bir dizi yatıyordu.

3. kapsayıcılar ve tencere toprak ve kum karışımları ile doldurma

1. İstenen toprak karışımı seçin ve mantar alan-toplanan KULÜPLER veya pot kültürlü inoculum aynı şekilde karıştırma tarafından toprağa kök parçaları (1-2 cm uzunluk) kıyılmış ekleyin toprak ile iyice. İstenen toprak ile kısır bir silis kum veya cam boncuk mineral besin bitkiler için kullanılabilir konsantrasyonu azaltmak için karıştırın.
2. Delinmiş köpük veya evren alt dolu kaplar getirin ve kısır bir substrat ile interstisyel boşluğu doldurmak.
3. Konteyner küçük alanlarda doldurma yardımcı olmak için bir huni kullanarak besin bakımından fakir silis kum karışımı ile arasında interstisyel boşluğu doldurmak. Yeterli drenaj sağlamak ve toprak dokusuna taklit etmek için orta partikül büyüklüğü kum, 6-20 derece gibi 30-65 sınıfta bir Çimento Mikser gibi küçük partikül büyüklüğü kum ile karıştırın.

4. CMNs tencere/microcosms boyunca kurulması

1. Tedavi öncesi 'hemşire' tertibatları istenen türün onlar kapsayıcılar arasında yaymak ve CMNs kurmak böylece AM mantarlar sürdürebilmek için her konteyner içine tesisleri.
2. Ne zaman tüm kapsayıcılara fidan kurduk, yalnızca bir tek tek her kap içinde kalır bu yüzden Kaldır kırpma tarafından vuruyor.
3. Bitki büyüme ve CMN kuruluş için 2-3 ay izin.

5. kurulması deneysel bitkiler ve tedaviler

1. Deneysel bitkiler tohum veya kaplara dikim tarafından ekmek. Onların sürgünler kırpma tarafından ön arıtma hemşire bitkiler kaldırmadan önce tüm kapsayıcılara germinated fide elde edene kadar tohum, bekleyin. Dikim, tüm ön arıtma tesisleri istenmeyen rekabetçi etkileri önlemek için deneysel fidan dikim önce küçük.
2. CMN tedaviler ya da değil (sağlam CMNs) deney süresince taşınmış veya döndürülmek kaplar fiziksel olarak değiştirilmiş konteynerler (kesik CMNs; arasında uzanan hif koparmaya haftalık bırakarak kurmak Şekil 1A). Ne zaman CMNs kesilmesinin, istemeden heliotropic bitkiler için özellikle yerüstü etkileşim değiştiren önlemek için bir tam dönüş yoluyla her kapsayıcı döndürün.
3. Ağır interstisyel substrat ve kapsayıcılar kenarlarında arasında temas yeniden kurmak için döndürme hemen sonra bütün tencere veya microcosms su.

6. CMNs genelinde mineral besin hareket izleme

1. Komşu bitkileri döller KNO₃ ve NH₄Cl ¹⁵N % 0.5 ile zenginleştirilmiş.
2. Hedef birey eşit konsantrasyon ¹⁴N gübre ile döllemek.

7. izleme ve bakım deney

1. Düzenli olarak (en azından aylık adlı) tencere veya microcosms konumlarını yeniden deneme boyunca rastgele.
2. Haftalık büyüme, yükseklik gibi ölçmüyor veya en uzun çünkü bitkilerin kök bağlı olmadan önce hasat önemli yavaşlatmak büyüme başladığında izlemek için uzunluğu (için otlar) yaprak.

8. hasat deneme

1. Tüm yerüstü doku küçük ve bireysel bitkiler kendi tedavi, pot veya evren ve konumunu tanımlamak etiketli zarf yerleştirin.
2. Yerüstü dokuları 60 ° c sabit ağırlık ile kuru. Her bitki doku kuru ağırlığının ölçmek.
3. Toprak kaplar ayıklanması ve kökleri hasat önce kurumasını sağlar.
4. İnce kadar kök sistemlerden mümkün olduğunca toprak ve su veya su 250 Mikron gözenek boyutu bir elek üzerinde nazik akışı altında bir tavada yıkar gibi fırça.
5. Kökleri kurumasına ve kök sisteminin tamamını tartmak izin.
6. Kök sistemi gelişigüzel klip ve kök parçaları % 50 etanol içinde saklayın. Onlar³³lekeli sonra bu parçaları için kılavuz çizgisi kavşak yöntemi³⁴kullanarak kök kolonizasyon miktar kullanın.
7. Kalan kök sistemi yeniden tartmak ve kuru ağırlık değerlendirilmesi için 60 ° C'de kurumaya etiketli kağıt zarf içinde saklayın. Aşağıdaki denklemi tüm kök sistemi ağırlığı hesaplamak için kullanın:

9. mineral besin ve kararlı izotop analizi

1. Fidan biyokütle tarafından "desil" veya 10 gruplar, "octiles" veya 8 gruplar, "Dörttebirlikler" ya da dört gruba, vb sırası-onları ağırlığa göre eğer doku miktarı çok düşük mineral besin belirlemek sindirim için minimum gereksinimleri için sipariş sonra grup konsantrasyonları.
2. Yaprak örnekleri için mineral besin ve kararlı izotop analizi (Tablo reçetesi) sözleşmeli bir laboratuara gönderin.
   1. İzotopik bolluk geleneksel ifadesini kullanarak açıklar:
      
      Burada R ¹⁵N gösterir /¹⁴N oranına bir örnek veya standart atmosferik N. olan
   2. Sigara-modified, bir denetim için arka plan ¹⁵N oranları aşağıdaki kütle denge denklemi ¹⁵N bir hedef bitki tarafından alınan miktarı miktarının kopmuş olarak hizmet için katı konteyner tedavi veya kullanmak sağlam CMN tedaviler:
      
      nerede δ¹⁵N izotopik bolluk hedefleri, komşular ve hedef bitkiler yok CMN tedavisinde ve x (ondalık kesir olarak) yüzde azot gösterir etiket eklendiği komşu kapsayıcılar hedef bitkiden elde. Değerlere δ¹⁵N_komşular her hedef bitkinin composited komşuları için elde edilir.

Nasıl CMNs besin bölümleme yoluyla bitki performans etkisi belirlemek için Andropogon gerardii Vitman, bir hedef bitki denemede 6 eşit aralıklı komşularıyla ve bozulmamış, kesik, bir baskın çayır çimen ya da yok CMNs büyüdü. Biz kesilmesinin veya CMNs engelleyerek hedefleri yerüstü Kuru Ağırlık (Resim 2), azalmış olduğu gibi CMNs bitki büyüme terfi düşündüren bulundu. Kesik CMNs ve önlemek CMNs bitkilerle yanıt özellikle benzer şekilde kendi tedavileri, haftada bir kez döndürme kapları CMNs etkilerini Azaltıcı başarılı olduğunu mu ima için. (Ki bu deneyde hidrofobik bir membran tarafından overlain) naylon mesh sağlam ve kesik tedavisine su dynamics toprak oluklu kapları (döndürülmüş gibi etkileyebilir çünkü kesik CMN tedavi, ancak, bir denetim olarak tercih edilebilir ya da değil) daha hızlı bir şekilde bu değişikliğin sigara kaplarda kurutma.

Rekabet, büyüme bir bireyin diğer birey, yakın büyüme bastırır sağlam CMN tedavi ancak değil kesik veya yok CMNs tedavi algılandı. Sadece CMNs sağlam idi ne zaman hedef bulduk ve toplanan komşu boyutları doğrusal regresyon (Resim 3) tarafından gösterildiği gibi negatif bir ilişki vardır. Kesik ve hiçbir CMNs tedavileri birbirinden farklı değil, ve birlikte, onların yamaçları önemli ölçüde sıfırdan farklı. Bu nedenle, önemli ölçüde sağlam CMNs tedavi (şekil 3) negatif eğim farklıydı. Ayrıca, bulduk Gini katsayıları, hangi sıfır birinde sıfırdan aralıkları boyutu eşitsizlik ölçüsü tedaviler arasında farklılık bir mükemmel eşit büyüklükte dağıtım yansıtır. Sağlam CMNs tedavi en büyük eşitsizlik^10,35,36vardı. Böylece orantısız küçük bireyler, olarak da bilinen asimetrik rekabet³⁷ büyüme baskılayarak kaynak satın alma, özellikle büyük bireyler hakim boyutu eşitsizlikler nüfus içinde rekabet tarafından etkilenir ^{, 38}.

Mineral besin büyüme sınırlaması olup olmadığını ve CMNs katkıda bu besin için rekabet yoğunlaştırılması mineral besin yaprak doku konsantrasyonları bitki boyutu karşı karşılaştırmaları ile belirlendi. Değerlendirilen tüm mineral besin biz sadece Mn yaprak doku konsantrasyonları yamaçlar arasında hiçbir önemli farklılıklar ile tüm tedaviler üzerinde olumlu hedef bitki yerüstü kuru ağırlıklar ile ilişkili Mn sınırlı olabilir olduğunu düşündüren bulundu büyüme arasında tüm tedaviler (şekil 4). Yine de, ortalama konsantrasyonları tedaviler arasında farklılıklar öneririm, regresyon hattı yükselmeler CMN severing ve Önleme tarafından etkilendi. Yaprak N konsantrasyonları değil önemli ölçüde etkilendi tarafından CMN tedaviler ama N konsantrasyon önemli ölçüde azalma ile yeryüzüne ağırlık bir potansiyel 'seyreltme etkisi' bitki boyutta doku N^39, 'telkin hedef bitkilerin Kuru ⁴⁰. bu yüzden, N büyük olasılıkla bizim denemede büyüme sınırlama mineral besin değildi. Benzer başka bir deneyde, yaprak P önemli ölçüde etkilenen tarafından CMN tedavi, ama Ayrıca boyutu olduğu gibi CMNs³⁵ile bitkiler için bitki karşılaştırıldığında bir seyreltme etki gösterdi demek.

CMNs differentially mineral besin birbirine bağlı bireyler arasında bölme Eğer incelemek için hedef bitki doku ¹⁵N yaprak dokularında karşı bitki boyutu için tabi. Sadece komşuların kaplarına ¹⁵N-etiket ekledi vardı. Sağlam CMNs hedef bitkilerle birbirinden (5A rakam) farklı değil her iki diğer tedavilere göre daha yüksek ¹⁵N konsantrasyonlarda olduğu bulundu. Hedef yerüstü kuru ağırlığı komşularının kapsayıcılardan sağlam ve kesik CMNs tedaviler üzerinde elde edilen azot miktarı ile ilişkili olsa da, güçlü pozitif, önemli ölçüde farklı yamaç o kesik CMNs olduğu gibi CMNs vardı tedavi (şekil 5B). Bu sonuçlar büyük bitkiler, bol photosynthate, potansiyel olarak daha fazla ¹⁵N CMNs daha küçük hedef bireyler kapsayıcılar komşu içine ulaşan elde öneririz. Bizim sonuçları da hidrofobik membran başarıyla ücretsiz su (ve sonraki ¹⁵N) engelledi önermek tencere içinde hareket.

Başka bir döndürülmüş çekirdekli hedef tesisi deneme, guava (Psidium guajava) ağaç fidan büyük tencere içinde gömülü büyük fide kaplarda yetiştirilmiştir ve (büyük tencere da dahil) tüm aynı nispeten besin zengin toprak ile doluydu. karışımı. CMNs komşular yokluğunda döndürme tarafından kesilmiş zaman bitki büyüme önemli ölçüde sağlam kaplar, döndürülmüş bitkiler sadece büyük tencere (şekil 6 tam toprak birimine erişim azaltılmış vardı düşündüren içinde bitkiler aynı boyuta azalmış ). Hedef bitkiler pek çok komşular varken, bitki boyutu için benzer boyutlarda azalmış ve CMNs kesilmesinin istatistiksel olarak algılanabilir herhangi bir etkisi (şekil 6) kayboldu.

Döndürülmüş çekirdeği PVC borudan imal kullanan bir deneyi, bizden biri extraradical miselyum ile Soapberry (Sapindus saponaria L.) fidan (Şekil 7) bir deneyi bitki performans üzerinde etkisi araştırıldı. Her ne kadar extraradical miselyum borular ötesinde küçük bitki büyüme on üç aylık deneme sırasında yansıdı, boru döndürme tarafından kesilmesinin yaprak N, P ve önemli ölçüde (% 25 veya daha fazla ile) Cu konsantrasyonları azaltılmış.

Şekil 1. Kaplarda kuruluşu bozulmadan, kopmuş, deneme veya denetim tedaviler (A), bir hedef bitki tencerelerde deneme (B) veya microcosms yerleşimli bir Altıgen (C) veya kare (D) kapları. Karanlık oval değiştirilmiş konteynırları üzerine noktalar bir açılış kaba kaplı mantar hif(a)nüfuz için 40 µm naylon fileli. Ortak mikorizal ağlar konteynırları yok rotasyon ile korunacak, döndürme tarafından kesilmiş veya sağlam bir plastik konteyner(a)ile kurulması engellenir. Bir hedef bitki pot deneyde, konteyner onları (B) pozisyonlar bir köpük altına yerleştirilebilir. Evren deneme için alt tarafından koydu dışarı altıgen bir dizi (C) altı eşit uzaklıkta, en yakın komşuları için her 'hedef' bireysel veya dört en yakın komşuları ve başka bir dört, biraz daha uzak, çapraz kare bir dizi Komşular her 'hedef' (D) için. Panel B Weremijewicz vd.¹⁰' dan değiştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 2. Demek (± SE) Kuru Ağırlık (g) hedef Andropogon gerardii bireylerin ortak mikorizal ağ tedaviler arasında yerüstü ve belowground. Yerüstü Kuru Ağırlık yukarıda apsis pozitif değerler olarak gösterilir ve belowground Kuru Ağırlık aşağıda apsis pozitif değer vardır. Yerüstü Kuru Ağırlık çubukları aynı harf tepesinde Tukey'nın gerçekten önemli fark post-hoc testi ile farklı değildir ɑ = 0,05. Belowground Kuru Ağırlık tedaviler arasında farklı değil ve bu nedenle, harflerin tepesinde değil. Bu rakam Weremijewicz vd.¹⁰' dan değiştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 3. Toplam komşu (g) hedef bitki yerüstü kuru ağırlığı (g) Andropogon gerardii bitkiler için karşı. Bitkiler olduğu gibi ortak mikorizal ağları (CMNs) ile karanlık üçgenler ve düz bir çizgi, gri kareler ve kesikli çizgi kesilmiş CMNs ve hiçbir CMNs Beyaz elmas ve noktalı bir çizgi tarafından temsil edilir. Bu rakam Weremijewicz vd.¹⁰' dan değiştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 4. Hedef yerüstü Kuru Ağırlık (g) yaprak mangan konsantrasyonu karşı (µg·g^-1), Andropogon gerardii. Bitkiler olduğu gibi ortak mikorizal ağları (CMNs) ile gösterilir karanlık üçgenler ve düz bir çizgi, gri kareler ve kesikli çizgi kesilmiş CMNs ve hiçbir CMN Beyaz elmas ve noktalı bir çizgi tarafından. Bu rakam Weremijewicz vd.¹⁰' dan değiştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 5. Δ¹⁵N (‰) ± SE hedef Andropogon gerardii bireylerin (A) olduğu gibi ortak mikorizal ağları (CMNs; siyah çubuklar), ile olan bağları kopardı CMNs (gri çubuklar) ve hiçbir CMN (beyaz çubukları) ve yüzde azot bitki ile komşu konteyner topraktan elde sağlam CMNs ortam güneş (üçgenler) veya gölge (gri kareler) karşı hedef yerüstü kuru ağırlığı (g; B). Bar Masası'A aynı mektupta quadriga Tukey'nın gerçekten önemli fark post-hoc testi ile farklı değildir ɑ = 0,05. Bu rakamlar Weremijewicz vd.¹⁰' dan değiştirilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 6. Demek (± SE) Kuru Ağırlık (g) hedef Psidium guajava bireylerin ortak mikorizal ağları (CMNs) ve komşu tedavileri arasında yerüstü ve belowground. Apsis komşu muamale "0N", bir komşusu "1N," tarafından temsil edilir vs, bir denetim tedavi yok CMNs (katı konteyner aşılamaya ve komşularının) ile hafif gölgelendirme ve "C" harfine tarafından temsil ederken. Biyokütle ile bozulmamış CMNs bitkilerin bu kesik CMNs ile hachured iken katı çubuklar tarafından gösterilir. Yerüstü Kuru Ağırlık yukarıda apsis pozitif değerler olarak gösterilir ve belowground Kuru Ağırlık aşağıda apsis pozitif değerler vardır. Aynı harf tepesinde barlar Tukey'nın gerçekten önemli fark post-hoc testi ile farklı değildir ɑ = 0,05. Denetim tedavisinde ek bir faktör olarak komşular içermediği yerüstü ve belowground kuru ağırlık kontrol tedavi sadece (Yunan harfleri tarafından gösterilen) komşuları ile sağlam ve kesik CMN tedaviler ile karşılaştırıldı. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Şekil 7. Bir deneyi (A) ve temsilcisi 13 aylık döndürülmüş çekirdek yöntemine uzantısı Sapindus saponaria L. fidan ile bozulmamış (değil döndürülmüş) ve (döndürülmüş) ortak mikorizal ağları (B) kopmuş. PVC borular (9 cm çap x 20 cm yükseklik) dört 5.3 cm çapında delik iki karşı çift için bir delik testere ile delinmiştir. Delikleri 30 µm gözenekli bir naylon serigrafi fileli kaplıydı hangi extraradical miselyum ile gelen ve dikim Makinası(a)topraktan doluydu çekirdek içine genişletmek olabilir. Ortak mikorizal ağlar bozulmamış veya kesik büyük beyinameliyatı kullanarak döndürme tarafından tutuldu. Konumlarını eşleştirilmiş döndürülmüş ve sigara döndürülmüş çekirdek (yaklaşık 20 cm arayla) işaretli bir Lychee koru(a)bulunan deneysel komplo her 2 m boyunca beş bayraklarla transects. Extraradical miselyum N, P ve Cu alımını azaltır bozulma kanıtı Bgösterilen döndürülmüş"etiketli chlorotic bitkiler tarafından gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Bizim sonuçları bizim döndürülmüş çekirdek yöntemi keskin CMNs rol belowground bitki etkileşimleri odaklanabilirsiniz teyit. Değiştirilmiş CMN etkileri algılama yeteneğini etkilemek için potansiyel varsa, birkaç kritik adım protokolünde, ancak, vardır. İnterstisyel alanı çevreleyen kapsayıcılar bir besin bakımından fakir orta ile doldurmak için önemlidir. Guava ağaç fidan ile bizim başarısız, döndürülmüş çekirdekli hedef tesisi deneme içinde olmasına rağmen hedef büyüme komşular, herhangi bir sayıda huzurunda belirgin bir azalma olduğunu CMNs hiçbir etkisi belowground rekabet algılanan, muhtemelen nedeniyle Tencere boyunca mineral besin durumu. Buna ek olarak, hif hif ve kökleri ile (özellikle yoğun kök otlar ile çalışırken) sık sık dolu kaplar komşu içine ulaşması gereken bir besin bakımından fakir orta döndürülmüş çekirdeğine kullanımı sağlar. Komşu kaplarda extraradical hif böylece kök sistemleri ile doğrudan rekabet içinde olan ve mineral besin bir CMN bağlı bitkiler arasında böyle 'yamalar' elde partition gerekir. Başka bir önemli bileşeni belowground etkileşimleri tespit yapımında yerüstü rekabet kaçınmaktır. Guava deneyimiz hedef fidan komşular tarafından gölgeli zaman ek toprak birim erişim hedef bitkiler komşularının varken belirgin etkisi aslında elendi saptandı. Çoğunlukla dikey olarak yetişen otlar kullanarak veya fide yaprak kron örtüşme önlemek için sınırlama yerüstü etkileşimleri azaltmak için yardımcı olacaktır.

Biraz sert kaplar yerine kullanımı çanta örgü, rotasyon yoluyla menevişleyen CMNs kolaylığı ile uzun bir deneme sürdürmek için çok önemlidir. CMN deney, erken bir girişim, CMNs koparmaya örgü çanta arasında bir bıçak çekmeye çalıştığını sadece hangi roots çıkıntı ama da olumlu önemli ölçüde geliştirilmiş bitki büyüme sonuçlanan toprak havalandırma artırmak gibi görünüyordu zarar görmüş torbalarda sonuçlandı zaman CMNs kesilmiş. Döndürülmüş temel yaklaşımı yavaşça (sayesinde destekleyici konum delik pot veya evren altındaki) sabit bir pozisyonda her kapsayıcı hareket nedeniyle çevredeki yüzey bozulma ve potansiyel havalandırma en aza indirir. Ancak, iyice yakından kaplar iletişim için düşük doğurganlık, interstisyel kum substrat dönmek için konteyner döndürme sonra tencere su için kesinlikle çok önemli,.

Sorular CMNs ve extraradical mycelia işleyişi ile ilgili çeşitli yanıtlama yolları bir dizi önerilen döndürülmüş çekirdek yöntemi değiştirilebilir. Örneğin, karbon CMNs sağlamak ana bitkiler için kullanılabilir miktarı gölgelendirme¹⁰tarafından azaltılabilir. Gölge kumaş bireysel kapsayıcılar sarmak için değiştirilmiş fide koruyucular sarılmış karbon CMNs¹⁰' dan CMNs ve böylece, ¹⁵N alımını sağlama azaltılmasını başarılı oldu. Ayrıca, nüfus yapısı büyük microcosms (şekil 1 c, D) soruşturma olması birçok tesisi, her bir birey, döndürülmüş kap içinde oluşan. Ancak, bakım pseudoreplication⁴¹ bunu yaparken önlemek için alınması gereken Not önemlidir. Bireysel bitkiler 'onlar bağımsız bir evren içinde diğer bitkilerin olmadığı çoğaltır en kesinlikle değil' vardır. Bunun yerine, tüm deneysel (pot veya evren) bu yüzden varyans analizleri veya doğrusal regresyon çalıştırmadan önce pot başına ortalama veya toplam komşu bitki boyutları kullanılan bir çoğaltma birimidir.

Yaklaşımımız kök rekabet dışlamak ve sağlam CMNs etkisini araştırmak saha çalışmaları için değiştirilebilir. PVC boru adet naylon serigrafi ile kaplı büyük delikli ikame kapsayıcılar tarafından mesh, döndürülmüş çekirdek Soapberry deney olduğu gibi sert saha durumuna dayanabilir. Guava pot deneyimiz için benzer, ancak, potansiyel CMNs kesilmesinin etkisi sadece mineral besin elde toprak birim kısıtlama ayırt edilebilir değil.

Yaklaşımımız ısrarla (yerine bitkiler tamamen mycorrhizas eksik) birbirine değil mikorizal bitkiler karşı CMNs arasında etkileşim bitkilerin kontrollü, dikkatli bir karşılaştırma sağlar. Bu nedenle, doğanın yönlerini taklit eder, fidan gibi katılmadan a maiyet-in AM mantar kullanımı yanı sıra CMNs kurmuştur. Son iş farklı AM mantar türü bitkiler için farklı kalite Ortaklar olabilir ve AM mantar bir kök sistemi üzerinde ikinci bir tür varlığı karşılığında daha fazla fosfor sağlamak için bir 'işbirlikçi' mantar türleri neden olabilir göstermiştir karbon daha ne zaman yalnız tarihinde kök sistemi⁴². Ayrıca, farklı tür mantar kuraklık ve tuzluluk toleransına veya koruma patojenler²gibi ana bitki mineral besin satın alma dışında yararları sağlayabilir. Bu bulgular CMNs. onun gerçekçilik rağmen kurmak a maiyet-in mantar kullanmanın önemini alt çizgiyle, deneme süresi göze çarpan kısıtlamasıdır yaklaşımımız. Konteyner veya PVC boru boyutunu bitkiler bağlı kök haline önceki sürenin uzunluğunu sınırlar ve böylece odak sadece fide veya genç fidan sınırlamak eğilimindedir. Yine de, hangi birini veya her ikisini hedefleri ve komşular çok çeşitli yolları CMNs rollerini anlamak için manipüle edilebilir hedef-bitki döndürülmüş çekirdekli deneyler tasarımını büyük oranda esneklik olduğunu gönderin.

Yazarlar ifşa gerek yok.

İki adsız yorumcular öneriler için teşekkür etmek istiyorum. Biz de kim tencere, microcosms, inşa ile yardımcı oldu ve kapsayıcılar oluklu ve kim korumak ve deneyler hasat ile yardımcı olması çok sayıda lisans teşekkür ederiz. Biz de North Central üniversite Ashley Wojciechowski gibi başlangıç fonlar (için JW) ve mevcut tesisler için bir Kuzey Merkezi üniversite Richter bu yöntemleri kullanarak bir deneme destekleme hibe almak için teşekkür ederiz. Bu eser parçası bir Ulusal Bilim Vakfı Doktora tez gelişme hibe tarafından (DEB-1401677) finanse edildi.