A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يوفر هذا البروتوكول نهجا بسيطا وسهل الاستخدام لتحديد معدل استعمار الفطريات الفطرية الشكلية (AMF) في جذور النباتات الغازية.
الفطريات الفطرية العجزية (AMF) هي فطريات تربة موزعة على نطاق واسع في النظم البيئية ويمكن أن تشكل ارتباطات تكافلية (الفطريات الفطرية) مع جذور معظم النباتات الأرضية. توفر النباتات مصادر الكربون ل AMF من خلال ارتباطات الفطريات الفطرية ، بينما يمكن أن توسع خيوط AMF نطاق امتصاص المغذيات من قبل الجذور وتعزز امتصاص المغذيات النباتية. هناك العديد من الأنواع المختلفة من AMF ، وتختلف العلاقات التكافلية بين الأنواع المختلفة من AMF والنباتات المختلفة. يمكن للنباتات الغازية أن تثري أنواع AMF بقدرات تكافلية أفضل من خلال إفرازات الجذور ، مما يعزز نموها وبالتالي يزيد من استعمارها في جذور النباتات الغازية. في الوقت نفسه ، يمكن للنباتات الغازية أيضا تعطيل العلاقة التكافلية بين AMF والنباتات المحلية ، مما يؤثر على المجتمع النباتي المحلي ، وهو أحد آليات غزو النبات الناجح. يعكس معدل استعمار AMF في جذور النباتات الغازية والمحلية بشكل غير مباشر دور AMF في عملية غزو النباتات الغازية. في هذه الطريقة ، يمكن معالجة جذور النباتات المجمعة مباشرة أو حفظها في مثبت لمعالجة الدفعات اللاحقة. من خلال إزالة اللون ، والتحمض ، والتلوين ، ومعالجة الجذور ، يمكن ملاحظة الخيوط والجراثيم والهياكل الشجرية ل AMF في نظام الجذر بوضوح. يمكن إكمال هذه الطريقة في مختبر أساسي لمراقبة وحساب معدل استعمار AMF في أنظمة جذر النباتات الغازية.
تنتشر الفطريات الفطرية في النظم البيئية الطبيعية وتؤسس علاقات تكافلية مع جذور معظم النباتات ، وتشكل الفطرياتالفطرية 1. هذه الارتباطات مفيدة للطرفين ، حيث توفر النباتات مركبات كربونية ثابتة ضوئيا مثل الأحماض الدهنية والسكريات لدعم نمو الفطريات الفطرية ، بينما تتبادل الفطريات بالمثل عن طريق توفير المغذيات المعدنية مثل الفوسفور والنيتروجين للنباتات المضيفة ، وبالتالي تعزيز نموالنبات 2. بناء على أنواع الفطريات الفطرية المكونة من جذور النباتات ، يمكن تقسيم الفطريات الفطرية إلى أربعة أنواع رئيسية: الفطريات الفطرية الخارجية (ECM) ، وفطريات الفطريات الإريكويد (ERM) ، وفطريات الفطريات الفطرية الأوركيد (ORM) ، وفطريات الفطريات الفطرية الشجرية (AM)1. من بينها ، تتمتع الفطريات الفطرية الشجرية (AMF) بأوسع توزيع ويمكن أن تشكل ارتباطات فطرية مع أكثر من 80٪ من الأنواع النباتية3،4.
يلعب AMF دورا مهما في تعزيز دورة مغذيات التربة5 ، وتحسين امتصاص المغذياتالنباتية 6 ، وتنظيم منافسة النبات وتعاقبه. يلعبون دورا مهما في عملية غزو الأنواع النباتية الغازية7،8. AMF ، المصنفة تحت شعبة Mucoromycota9 ، تشمل أكثر من 250 نوعا10. قد تختلف العلاقات التكافلية المحددة بين الأنواع المختلفة من AMF والنباتات المختلفة. وتتمتع الأنواع النباتية الغازية بالقدرة على تغيير تنوع المنتدى العربي المستدام وتعزيز إثراء أنواع المركبات المضادة للمركبات بقدرات تكافلية أفضل تساهم في ميزتها التنافسية أثناء النمو والاستعمار8،11،12،13. يعد فهم ديناميكيات AMF وتفاعلاتها مع الأنواع النباتية الغازية أمرا ضروريا لفهم الآليات الكامنة وراء غزوات النباتات وآثارها البيئية.
عادة ما تتضمن الدراسات النوعية لأنواع AMF طريقتين رئيسيتين. أحدهما هو التحديد المورفولوجي ، مثل جمع جراثيم AMF من التربة باستخدام طرق مثل الطرد المركزي للغربلة الرطبة والسكروز ، متبوعا بتصنيف الجراثيم وتحديدها بناء على مورفولوجيتها14. تتضمن الطريقة الأخرى التقنيات الجزيئية ، وتضخيم المناطق المحفوظة من جينات AMF وتسلسلها لتحديد15. ومع ذلك ، غالبا ما تتطلب هذه الأساليب خبرة واسعة في تحديد الهوية المورفولوجية أو موارد مالية أعلى. من ناحية أخرى ، فإن الدراسات الكمية لمعدلات استعمار AMF ، على الرغم من عدم قدرتها على تحديد التغيرات في أنواع AMF وتكوينها ، لا تزال تقدم تقييما شاملا للعلاقة التكافلية بين AMF والنباتات. لا غنى عن مثل هذه الدراسات في كل من البحث الأساسي وأعمال التحقق اللاحقة لتجارب التلقيح.
يلعب استعمار AMF دورا حاسما في تحديد توزيع الموارد بين الأنواع النباتية المتعايشة7. وهو يعكس تأسيس وقوة العلاقة التكافلية بين AMF وجذور النباتات المضيفة. في نفس الموطن ، غالبا ما تظهر الأنواع النباتية الغازية معدلات استعمار أعلى مقارنة بالنباتات المحلية16،17. يساهم هذا الاستعمار المعزز ل AMF في الغزو الناجح للأنواع الغازية مثل Ambrosia artemisiifolia18 و Solidago canadensis19 و Sapium sebiferum20 و Ageratina adenophora21 و Sphagneticola trilobata22 و Flaveria bidentis7. يوفر فهم معدل استعمار AMF في جذور النباتات الغازية أساسا لكشف الآليات الميكروبية للتربة الكامنة وراء الغزو الناجح لهذه الأنواع. يلقي التحقيق في معدل استعمار AMF في جذور النباتات الغازية الضوء على الآثار البيئية للتفاعلات بين النبات والميكروبات ويساهم في فهمنا للآليات التي تقود غزوات النبات.
يتضمن تحديد معدل استعمار AMF تقنية الفحص المجهري للتلوين ، والتي تتضمن عدة خطوات: الحفاظ على الجذور ، والتوضيح ، والتحمض ، والتلوين ، وإزالة البقع ، والفحص المجهري (الشكل التكميلي 1). على مدى العقود الماضية ، استكشف الباحثون طرق مراقبة مختلفة ل AMF وطوروا تقنيات تلطيخ مختلفة. في المراحل المبكرة ، تم استخدام تلطيخ Trypan الأزرق على نطاق واسع23،24. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة لها قيود بسبب سمية Trypan blue. من ناحية أخرى ، يعد تلطيخ الفوشين الحمضي طريقة شائعة الاستخدام توفر ألوانا زاهية ، وتظهر نتائج تلطيخ موثوقةومستقرة 25. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إعادة استخدام محلول التلوين ، مما يجعله أكثر فعالية من حيث التكلفة. يتم تحديد معدل الاستعمار باستخدام طريقة تقاطع خط الشبكة ، والتي توفر نتائج إحصائية أكثر موضوعية مقارنة بالأساليب الأخرى26. تتميز هذه الطريقة ببساطتها وتكلفتها المنخفضة والحد الأدنى من متطلبات المعدات ، مما يجعلها ممكنة في إعدادات المختبر الأساسية. يقدم نهجا عمليا ويمكن الوصول إليه لتقييم معدل استعمار AMF ويساهم في فهمنا للارتباطات التكافلية بين AMF وجذور النباتات.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
أجرينا تجارب باستخدام نبات غازي واحد F. bidentis ونبات محلي واحد Setaria viridis. تمت زراعة كلا النباتين في قطع أراضي تجريبية في قاعدة لانغفانغ التجريبية للبحث العلمي التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم الزراعية (CAAS) ، خبي ، الصين. تم زرع كل نوع من الأنواع النباتية بشكل فردي في قطع منفصلة ، حيث تبلغ مساحة كل قطعة أرض 2 م × 3 م ومسافة 1 متر بين قطع الأراضي. تركت النباتات لتنمو بشكل طبيعي ، وبعد شهرين تقريبا ، تم جمع عينات الجذر.
1. تحضير الجذر والحفاظ عليه
2. تلطيخ الجذور
3. إزالة البقع والفحص المجهري
4. حساب معدل الاستعمار
العلاج | تزحلق | عدد التقاطعات | ||||
سالب | خيوط | Arbuscules | الحويصلات | مجموع | ||
عينة 1 | الشريحة 1 | أن1 | أح1 | أ1 | أالخامس1 | أت1 |
الشريحة 2 | أن2 | أح2 | أأ2 | أالخامس2 | أت2 | |
الشريحة 3 | أن3 | أح3 | أأ3 | أالخامس3 | أت3 | |
مجموع | أن | أح | أأ | أف | أت |
الجدول 1: الجدول الإحصائي لمعدلات استعمار الفطريات الفطرية الشجرية. الاختصارات: AH = عدد التقاطعات مع الخيوط ؛ A= عدد التقاطعات مع arbuscules ؛ AV = عدد التقاطعات مع الحويصلات ؛ AT = إجمالي عدد التقاطعات ؛ AN = عدد التقاطعات ذات الجذور غير الفطرية.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
تظهر نتائج تلطيخ جذور النباتات الغازية باستخدام هذه الطريقة في الشكل 1. الهياكل (الخيوط ، والأشجار ، والجراثيم ، والحويصلات) ل AMF ملطخة باللون الأحمر ، وخلايا قشرة الجذر ملطخة باللون الأحمر الفاتح بعد إزالة البقع ، والأسطوانة المركزية ملطخة باللون الأحمر...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
التفاعلات بين النباتات الغازية و AMF معقدة ومتنوعة. تعد دراسة هذه التفاعلات أمرا بالغ الأهمية لفهم نجاح النباتات الغازية وآثارها البيئية. يمكن أن تؤثر على القدرة الغازية للنباتات ، وهيكل ووظيفة النظم البيئية للتربة ، والقدرة التنافسية للنباتات المحلية. يعمل معدل الاستع?...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
المؤلفون ليس لديهم ما يكشفون عنه.
تم تمويل هذا العمل من قبل البرنامج الوطني للبحث والتطوير الرئيسي في الصين (2021YFD1400100 و 2021YFC2600400 و 2022YFC2601100) ، ومن قبل المؤسسة الوطنية للعلوم في الصين (42207162).
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
70% Alcohol | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | R433197 | |
Acetic acid solution | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | A116166 | |
Acid fuchsin | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | A104917 | |
Formaldehyde solution, Formalin | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | F111941 | |
Glycerol | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | G116203 | |
Hydrochloric acid, HCl | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | H399657 | |
Lactic acid | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | L432769 | |
Manual System Microscope BX43 | Olympus (China) co., Ltd | ||
Potassium hydroxide, KOH | Shanghai Aladdin Biochemical Technology Co., Ltd | P112284 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved