Tritt partielle Mykoheterotrophie auch bei arbuskulärer Mykorrhiza auf? Eine Multi-Element-Isotopenhäufigkeitsanalyse

BayEFG

From 01/2017 to 12/2019

Principal Investigator: Gerhard Gebauer
Staff: Philipp Giesemann

Mykorrhiza – das Zusammenleben von Pilzen und Pflanzen – ist eines der wichtigsten und häufigsten Phänomene der Organismeninteraktion in der Biologie. Mykoheterotrophie zeigt, dass die Mykorrhiza nicht nur zum gegenseitigen Vorteil (Mutualismus) existiert. Die mykoheterotrophe Lebensweise kann mithilfe von stabilen Isotopen (2H, 13C, 15N, 18O) durch die vergleichsweise Anreicherung der schweren Isotope erforscht, aufgeklärt und quantifiziert werden. Es wird vermutet, dass die ersten landlebenden Pflanzen mykoheterotroph gewesen sein könnten, weil manche Farne nicht zeitlebens photosynthetisch aktiv sind und Mykorrhiza besaßen, um an Bodennährstoffe zu gelangen. Sie wiesen kein etabliertes Wurzelsystem auf und waren daher auf Mykorrhizapilze angewiesen. Schachtelhalme – als rezente Verwandte der ersten pflanzlichen Landlebewesen (Ordovizium/Silur) – zeigen eine ähnliche Isotopensignatur wie mykoheterotrophe Pflanzen. Pflanzen mit einem bestimmten Typ der arbuskulären Mykorrhiza (Paris-Typ), zu denen die Schachtelhalme gehören, zeigen ebenfalls eine tendenzielle Anreicherung im 13C-Isotop. Kann der Paris-Typ eine Voraussetzung für Mykoheterotrophie unter arbuskulären Mykorrhizapflanzen sein? Kann man Schachtelhalme der Mykoheterotrophie überführen? Wenn Schachtelhalme mykoheterotroph gewesen sein sollten, welche Pflanze wurde über den Pilz ausgenutzt?



List of publications of this Project

Giesemann, P; Rasmussen, HN; Liebel, HT; Gebauer, G: Discreet heterotrophs: Green plants that receive fungal carbon through Paris-type arbuscular mycorrhiza, New Phytologist, 226, 960-966 (2020), doi:10.1111/nph.16367
Hoysted, GA; Jacob, AS; Kowal, J; Giesemann, P; Bidartondo, MI; Duckett, JG; Gebauer, G; Rimington, WR; Schornack, S; Pressel, S; Field, KJ: Mucoromycotina fine root endophyte fungi form nutritional mutualisms with vascular plants, Plant Physiology, 181, 565-577 (2019), doi:10.1104/pp.19.00729 -- Details
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How iron oxidation can direct the fate of organic matter and iron mineral composition in redox dynamic soils
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