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Ann. For. Sci.
Volume 66, Number 1, January-February 2009
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Article Number | 106 | |
Number of page(s) | 10 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/forest:2008073 | |
Published online | 14 January 2009 |
DOI: 10.1051/forest:2008073
Ectomycorrhizal fungus (Paxillus involutus) and hydrogels affect performance of Populus euphratica exposed to drought stress
Zhi-Bin Luo1, 2, Ke Li3, Xiangning Jiang3 and Andrea Polle11 Büsgen-Institut, Abteilung: Forstbotanik und Baumphysiologie, Georg-August Universität, Büsgenweg 2, 37077 Göttingen, Germany
2 College of Life Sciences, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi, 712100, P.R. China
3 College of Life Sciences and Biotechnology, Beijing Forestry University, Beijing, 100083, P.R. China
Received 30 June 2008; accepted 27 October 2008; published online 14 January 2009
Abstract - Mycorrhizal fungi and hydrogels (water-absorbing polymers) can improve
water availability for trees. The combination of both factors for plant
performance under water limitation has not yet been studied.
To investigate the influence of the ectomycorrhizal fungus Paxillus involutus, hydrogel and
the combination of both factors, a drought-sensitive poplar, Populus euphratica, was examined in this study.
After 16 weeks of inoculation, no ectomycorrhizas were found.
Nevertheless, P. involutus-inoculated poplars displayed increased concentrations of
soluble sugars and osmolality, leading to an improved water status. Growth
was diminished compared with non-inoculated P. euphratica. The presence of hydrogels in
the rooting medium resulted in increased biomass and higher plant water
content and decreased the osmolality of plant tissues. Drought markedly
decreased water contents in rooting medium and plants, and leaf chlorophyll
fluorescence, and stimulated the root growth, concentrations of soluble
sugars and osmolality in plants. Under drought conditions, P. euphratica exhibited
osmoregulation by accumulation of low-molecular-weight carbohydrates.
These data indicate that adding hydrogels to soils may improve the plant
performance. The reasons for improved osmoregulation by fungi and hydrogels
were probably related to their stimulating influence on the formation of
soluble carbohydrates under drought conditions.
Résumé - Le champignon ectomycorhizien Paxillus involutus et les hydrogels influencent les performances de Populus euphratica en condition de stress hydrique. Les champignons mycorhiziens et les hydrogels (polymères absorbant
l'eau) peuvent améliorer la disponibilité de l'eau pour les arbres.
La combinaison des deux facteurs pour améliorer la performance des
plants en conditions de limitation d'eau n'a pas encore été
étudiée.
Pour étudier l'influence d'un champignon ectomycorhizien Paxillus involutus, des hydrogels et la combinaison des deux facteurs, un peuplier sensible à la
sécheresse, Populus euphratica, a été étudié dans ce travail.
Après 16 semaines d'inoculation, aucune ectomycorhize n'a été
trouvée. Néanmoins, l'inoculation de P. involutus aux peupliers a provoqué
une augmentation des concentrations de sucres solubles et de
l'osmolalité conduisant à une amélioration du statut hydrique.
La croissance a été diminuée par rapport à des individus non
inoculés. La présence d'hydrogels dans l'enracinement a
entraîné une augmentation de la biomasse et une teneur
supérieure en eau des plants et une diminution de l'osmolalité des
tissus des plants. La sécheresse a diminué sensiblement le contenu
en eau des racines, des plants ainsi que la fluorescence de la chlorophylle
des feuilles, et stimulé la croissance des racines, les concentrations
de sucres solubles et l'osmolalité chez les plants. En
condition de sécheresse, P. euphratica a présenté une osmorégulation
par accumulation d'hydrates de carbone de faible poids moléculaire.
Ces données indiquent que l'ajout d'hydrogels dans les sols peut améliorer la performance des plants. Les raisons de l'amélioration
de l'osmorégulation par les champignons et les hydrogels étaient
probablement liées à leur influence sur la stimulation de la
formation d'hydrates de carbone solubles en conditions de sécheresse.
Key words: drought / hydrogel / mycorrhizal fungus / poplar / carbohydrate
Mots clés : sécheresse / hydrogel / champignon mycorhizien / peuplier / hydrates de carbone
Corresponding author: lzhibin@gwdg.de luozbbill@163.com
© INRA, EDP Sciences 2009