Arbuscular mycorrhizal fungi and Zn accumulation in the metallophytic plant Viola calaminaria (Gingins.) Lej.

Abstract

Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) play an important role in metal tolerance of their host plant, but their effects on metallophyte plants are not well known. The objectives of this research were to determine the level of mycotrophy in Viola calaminaria (Gingins.) Lej., a plant endemic to metal-enriched soils, and to investigate the effect of AMF on Zn accumulation. Two experiments were conducted. The first experiment (3 months long) was carried out in pots containing inoculated and non-inoculated plants grown in river sand as substrate under non Zn -polluted conditions. The second used plants from the first experiment; these were grown for 15 days under hydroponic conditions with different levels of Zn+2 (50, 200, 300 and 400 mg-liter(1)). The AMF were Glomus mosseae (Nicol. & Gerd.) Gerd. & Trappe isolates BFG-132 and BEG-25 originating from soils polluted or non-polluted by metals, respectively. Experiment 1 indicated that V calaminaria was colonized by both fungi but did not benefit from being colonized. Dry mass, root volume and P - Zn contents in inoculated plants were not different from that in non inoculated plants. Experiment 2 showed that total Zn content per plant increased when colonized by AMF and that accumulation was higher in plants colonized by the fungus from unpolluted soil (BEG-25). Fungal root colonization was not affected by Zn content. It remains to be determined whether AMF adapted to soils with high metal contents confer a growth and survival advantage on metallophyte plants in the field.

Los hongos micorrízico arbusculares (HMA) incrementan la tolerancia a metales en la mayoría de sus plantas hospederas, sin embargo, se conoce poco de su efecto en plantas metalófitas. Los objetivos de esta investigación fueron: 1) determinar la respuesta a la inoculación con dos HMA de Viola calaminaria (Gingins.) Lej., una planta endémica de suelos contaminados con metales pesados, y 2) investigar el efecto de la inoculación con HMA en la acumulación de zinc. Se establecieron dos experimentos: El primero duró tres meses y consistió en la inoculación de plantas de V. calaminaria con dos HMA utilizando arena de río como sustrato de crecimiento. El segundo experimento duró dos semanas y consideró el efecto de la inoculación de las plantas procedentes del primer experimento y que se transfirieron a condiciones de hidroponia con diferentes niveles de Zn+2 (50, 200, 300 y 400 mg⋅litro-1). Los HMA que se estudiaron fueron dos aislados de Glomus mosseae (Nicol. & Gerd.) Gerd. & Trappe: BEG-132- y BEG-25, los cuales se aislaron, respectivamente, de suelos contaminados o no con metales pesados. El experimento 1 mostró que las raíces de V. calaminaria se colonizaron por ambos aislados micorrízicos; sin embargo las plantas no presentaron beneficios en relación a crecimiento, desarrollo y nutrición. El segundo experimento mostró que la inoculación incrementó el contenido total de Zn por planta y que el aislado BEG 25 fue el que mayor influencia tuvo. La colonización micorrízica en las raíces de V. calaminaria no se afectó por las concentraciones de Zn. Resulta relevante continuar experimentos de este tipo para conocer si los HMA adaptados a altos contenidos de metales pesados confieren ventajas sobre crecimiento y supervivencia en campo en estas y otras plantas metalíferas.