Mycorrhiza, a plant growth-promoting fungus
مقدمة
تُعد فطريات الميكوريزا من أقدم وأكثر الكائنات الحية التكافلية تأثيرًا في مملكة النبات. تُكوّن هذه الفطريات ارتباطًا وثيقًا بجذور النباتات، مما يُنشئ علاقة مُتبادلة المنفعة تُعزز تغذية النبات وصحته ومقاومته للإجهاد. وتتجاوز فطريات الميكوريزا كونها مُورّدًا للمغذيات فحسب، بل تُعدّ مُحفّزات نمو طبيعية قوية ومهندسًا للنظام البيئي.
في الزراعة المستدامة، والغابات، واستعادة النظام البيئي، يزداد تقدير دور فطريات الميكوريزا في تقليل الاعتماد على الأسمدة، وزيادة غلة المحاصيل، وتحسين بنية التربة والتنوع البيولوجي.
7فوائد للفطريات الجذرية(Mycorrhizae)
5 آليات مباشرة و 4 غير ماشرة لتعزيز نمو النبات
ماهي الآلية الرئيسية الغير المباشرة لتعزيز نمو النبات؟
🍄 ما هي فطريات الميكوريزا Mycorrhiza؟
**فطريات الميكوريزا** هي مجموعة من فطريات التربة التي تُنشئ علاقات تكافلية مع أكثر من 90% من أنواع النباتات. ويعني مصطلح "الميكوريزا" حرفيًا *الفطر-الجذر*، ويصف التكامل الهيكلي والوظيفي بين الخيوط الفطرية وجذور النباتات.
الفطريات الجذرية المعززة لنمو النبات
تُعرف الفطريات الجذرية بأنها تلك العلاقة المفيدة أو التكافلية بين الفطريات و جذور نباتها المضيف،هذه العلاقة هي عدوى طبيعية لنظام جذر النبات الذي يمد النبات فيه الفطر بالسكريات والكربون ويتلقى الماء و / أو المغذيات من الفطر . هذا النوع من العلاقة موجود منذ بدأ النباتات النمو على الأرض منذ حوالي 400 إلى 500 مليون سنة.وهناك عدة آلاف من الأنواع المختلفة من الفطريات الجذرية.
تشير التقديرات إلى أن 80-90٪ من النباتات مستعمرة بالميكوريزا في الطبيعة، وتصنف الفطريات الجذرية اعتمادًا على آليات استعمارها ، بما في ذلك الفطريات الجذرية الداخلية endomycorrhiza والمعروفة أيضًا باسم الفطريات الفطرية الشجيرية arbuscular mycorrhizal fungi, AMFs) ، الفطريات الجذرية الحويصلية (vesicular arbuscular mycorrhizas VAM) ، و الفطريات الجذرية الخارجية ectomycorrhiza (ECMs).
هناك نوعان رئيسيان:
* **فطريات الميكوريزا الشظوية (AMF)** (Glomeromycota) - تخترق خلايا قشرة الجذر، مُشكلةً *شظايا* لتبادل العناصر الغذائية.
* **فطريات الميكوريزا الخارجية (EMF)** - تُشكل غلافًا حول الجذور وشبكة هارتيج بين خلايا القشرة؛ وهي شائعة في النباتات الخشبية.
في حين أن AMFs تستعمر النباتات عن طريق اختراق منطقة قشرة الجذر وتمديد خيوطها خارج الجذر ، تعيش ECM فقط خارج سطح الجذر ، وتحيط بقشرة الجذر. ومع ذلك ، يمكن أن تخترق خيوطها أحيانًا الخلايا النباتية ؛ في هذه الحالة ، تسمى هذه ectendomycorrhiza. بالإضافة إلى ذلك ، يختلف الوضع التصنيفي لهذه الفطريات أيضًا ، نظرًا لأن معظم AMFs تنتمي إلى قسم Glomeromycota و ECMs تنتمي إلى Basidiomycota و Ascomycota و Zygomycota.
10 عوامل متحكمة في ميكروبات الرايزوسفير
هندسة الرايزوسفير:القائد الجديد للزراعة وعلوم النبات
يتسبب استعمار الفطريات الجذرية في إحداث العديد من التغييرات في النباتات المضيفة التي يتأثر نموها بشكل إيجابي. من بين هذه التغييرات ، يتم تنظيم أكثر من 500 جينة مشفرة للبروتين بشكل تفاضلي ، بما في ذلك ناقلات المغذيات كالناقلات الفوسفاتية والأمونيوم ، وتحسين التغذية N و P ، ويتم إنتاج تغيير التمثيل الغذائي المعمم في النباتات المضيفة ، التي تحتوي على بعض الهرمونات النباتية مثل الإيثيلين ، حمض الأبسيسيك ، SA ، أو jasmonates ، والتي لها دور مهم في استعمار الفطريات الجذرية وتعزيز نمو النبات .
علاوة على ذلك ، يمكن أن تعزز الفطريات الجذرية أيضًا نمو النبات عن طريق تعديل الإمكانات التناضحية ، وتعزيز معدل التمثيل الضوئي ، وتخفيف تأثير المواد الكيميائية الأليلية ، وزيادة المقاومة ضد الضغوط المختلفة الحيوية وغير الحيوية. في هذه الحالة ، تم الإبلاغ عن AMFs أيضًا كمسؤول عن تعديل بنية الجذر ، أو تعزيز أنظمة مضادات الأكسدة الأنزيمية وغير الأنزيمية ، أو زيادة كفاءة استخدام المياه.
آليات فريدة تُعزز بها الفطريات الجذرية نمو النباتات
1. **تحسين امتصاص العناصر الغذائية**
* **العناصر الغذائية الرئيسية**: الفوسفور (P)، النيتروجين (N)، الزنك (Zn)، النحاس (Cu)، والبوتاسيوم (K).
* **الآلية**: تمتد الخيوط الفطرية عميقًا في التربة، مستفيدةً من تجمعات العناصر الغذائية خارج نطاق الجذور. يزيد هذا "الخط الناقل" من مساحة سطح الجذر بنسبة تصل إلى 700%.
* **أجناس الفطريات الجذرية البارزة**: *Rhizophagus*، *Glomus*، *Claroideoglomus*.
2. **تحسين امتصاص الماء وتحمل الجفاف**
* **الآلية**: تُعزز شبكات الفطريات الجذرية امتصاص الماء من خلال البحث المكثف في الخيوط الفطرية وتعديل إنتاج الأكوابورين في النبات.
* **الفائدة**: تُظهِر النباتات التي يستعمرها AMF كتلة حيوية أكبر وقدرة أكبر على البقاء في ظل ظروف نقص المياه.
3. **تحسين تجمع التربة وبنيتها**
* **الجزيء الرئيسي**: *غلومالين*، وهو بروتين سكري يُنتجه AMF، يعمل كغراء بيولوجي، يُثبِّت تجمعات التربة ويُحسِّن مساميتها.
* **النتيجة**: تغلغل أفضل للجذور، وزيادة احتباس الماء، وتقليل التعرية.
طرق وتقنيات الحفاظ على الأرغان
الميكروبات الجذرية المعززة لنمو النبات
4. **المقاومة الجهازية المُستحثة (ISR)**
* **الآلية**: يُمكن أن يُحفِّز استعمار الفطريات الجذرية جهاز المناعة في النبات، مُنشِّطًا مسارات الدفاع (مثل حمض الجاسمونيك وحمض الساليسيليك).
* **النتيجة**: تعزيز القدرة على التحمُّل تجاه مُسبِّبات الأمراض مثل *الفوزاريوم*، و*الفيتوفتورا*، والديدان الخيطية المُعقِّدة للجذور.
5. **التعديل الهرموني**
* يمكن أن يؤثر AMF على مستويات:
* **الأوكسينات** - تعزيز نمو الجذور الجانبية.
* **السيتوكينينات** - تعزيز نمو البراعم والأوراق.
* **حمض الأبسيسيك (ABA)** - مهم في الاستجابة للإجهاد.
* هذا التفاعل الهرموني يُحسّن فسيولوجيا النبات لتحقيق نمو مثالي في ظل ظروف بيئية متفاوتة.
6. **إزالة سموم المعادن الثقيلة**
* ترتبط الفطريات الجذرية أو تعزل المعادن السامة (مثل الرصاص والكادميوم) في أنسجة الفطريات أو جدران خلاياها.
* **ملاحظة خاصة**: بعض سلالات AMF **تُغير التعبير الجيني** في النبات المضيف لتنشيط مسارات إزالة السموم.
٧. **تسهيل التفاعلات بين النباتات**
* من خلال **شبكات الفطريات الجذرية المشتركة (CMNs)**، يمكن للمغذيات، وجزيئات الإشارة، وحتى إشارات الدفاع أن تنتقل بين النباتات.
* وهذا يؤدي إلى **التعاون بين النباتات**، وخاصة في أنظمة المحاصيل أو الغابات المتنوعة.
---
تطبيقات ورؤى حصرية
✅ الاستخدام الزراعي
* **الأسمدة الحيوية الفطرية** (مثل المنتجات القائمة على *Rhizophagus irregalis*) تُستخدم الآن في الحبوب والبقوليات والخضراوات ومحاصيل الفاكهة.
* فعالة بشكل ملحوظ في التربة منخفضة الفوسفور والأراضي المتدهورة.
✅ بيئة الاستصلاح
* يُعزز التلقيح بفطريات الفطريات الجذرية المحلية أو المختارة نمو النباتات والأشجار المهددة بالانقراض في مشاريع استصلاح الأراضي وإعادة التشجير.
✅ اعتبارات التوافق
* **أسمدة الفوسفات**: مستويات الفسفور العالية تُثبط استعمار الفطريات الجذرية.
* **خصوصية المضيف**: بعض سلالات الفطريات الجذرية (AMF) لها نطاقات مضيفة تفضيلية - لذا فإن اختيار السلالة المناسبة للمحصول أمر بالغ الأهمية لتحقيق أقصى فائدة.
الأهمية الاجتماعية والاقتصادية لشجرة الأرغان(Argania spinosa)
الأهمية البيئية لشجرة الأرغان بمنطقة تندوف بالجزائر
الأهمية الطبية لشجرة الأرغان(Argania spinosa): أكثر من 24 فائدة طبية
ملخص
الفطريات الجذرية ليست مجرد كائنات تعيش في التربة؛ بل هي شركاء حيويون أساسيون في نمو النبات. من خلال تعزيز امتصاص المغذيات والماء، وتنشيط الاستجابات المناعية، وتحسين بنية التربة، تُقدم هذه الفطريات استراتيجية طبيعية ومستدامة لتعزيز نمو النبات ومرونته. يُعد دمجها في الزراعة الحديثة وممارسات الاستصلاح أمرًا أساسيًا لمواجهة التحديات البيئية والإنتاجية في القرن الحادي والعشرين.
للمزيد من المعلومات الإطلاع على كتاب
الرايزوسفير: إيكوبيولوجيا ،ميكروبيولوجيا وبيوتكنولوجيا
تأليف
The Rhizosphere: Ecobiology, Microbiology and Biotechnology
