De flesta växter har symbiotiska relationer med endofytiska svampar och skulle inte överleva utan dem.
Välgörande associationer mellan växter och endofytiska svampar har funnits i miljontals år och är för närvarande i fokus för flera studier eftersom de potentiellt har fantastiska jordbruks- och medicinska tillämpningar.
Men vi vet inte mycket om endofytiska svampar, och forskare har bara klassificerat en bråkdel av de uppskattade arterna.
Läs vidare för att lära dig mer om endofytiska svampar, varför de är i fokus för många vetenskapliga studier och hur de gynnar växter och människor.
Endofytiska svampar är små svampar som lever inuti en värdväxts vävnad och celler. De kan leva inuti värdväxten hela sitt liv eller bara en del av sin livscykel.
Ordet endofyt kommer från de grekiska orden "endon", som betyder inuti, och "phyton", som betyder växt.
Endofytiska svampar är lite av ett mysterium. Liksom parasitsvampar invaderar de en värdväxt, men till skillnad från parasiter orsakar de inte skador eller sjukdomar, och förhållandet gynnar värdväxterna.
Eftersom de har ömsesidigt fördelaktiga relationer med värdväxten kanske du tror att de är mykorrhiza, men till skillnad från mykorrhizasvampar är de lätta att odla utan värd.
De lever också ofta inuti hela växtens vävnad och celler, inklusive blad, stjälkar, blommor och frön, medan mykorrhizasvampar endast interagerar med en växts rötter.
Och om värdväxten är under stress eller dör, har vissa endofytiska svampar potential att bli saprotrofer eller patogener.
Odlade svampendofyter från australiensiska regnskogar av Gary Wilson (ATH)
Typer av endofytiska svampar
Du hittar endofytiska svampar över hela världen, och forskare är överens om att nästan alla växter innehåller svampendofyter, inklusive alger, mossor, gräs, ormbunkar, buskar, ettåriga och träd.
Vissa endofytiska svampar bildar associationer med många olika växtarter, medan andra är specifika för en viss växt eller växtfamilj.
Forskare har delat in endofytiska svampar i två huvudgrupper, clavicipitaceous och non-clavicipitaceous. Dessa delas sedan upp ytterligare i fyra klasser.
Den clavicipitaceous gruppen bildar endast symbiotiska associationer med gräs. Klass 1 endofyter faller i denna grupp.
Du hittar dessa svampar i rhizomer och skott av gräsarter, och de överförs till nya växter i gräsfröna.
Den icke-clavicipitacea gruppen, som inte finns i gräs, bildar associationer med andra typer av växter och delas in i tre breda klasser baserat på var de finns i växter.
Klass 2 svampendofyter kan kolonisera hela värden, medan klass 3 bara finns i de ovanjordiska delarna av en växt, och klass 4 finns bara i växternas rötter.
Hur identifierar du endofytiska svampar?
Endofytiska svampar är små, och det enda sättet att identifiera dem är att ta ett prov av en växtvärd och använda den för att odla en svampkultur med hjälp av en agarplatta.
Denna kultur studeras sedan under ett mikroskop och forskare använder fysiska egenskaper och DNA för att identifiera svampen.
Bild från ResearchGate
Producerar endofytiska svampar svamp?
Forskare har fortfarande mycket att lära sig om endofytiska svampar och kan klassificera vissa svampar som endofyter i framtiden.
De flesta kända endofytiska svampar är små och producerar inte svampar, eftersom de ofta använder andra reproduktionsmetoder.
Vissa har invecklade relationer med växter, inklusive att använda växtens reproduktiva strukturer för att spridas till nya värdar.
Hos dessa arter växer svamphyfer i hela växtens celler, inklusive cellerna i pollen och frön.
De överförs sedan vertikalt i fröna som växer för att bli nästa generation eller överförs horisontellt, med växtpollenet, till andra obesläktade växter av vind och pollinatörer.
Andra endofytiska svampar producerar sporer som vind, vatten och insekter sedan skingras.
Hur får endofytiska svampar sin mat?
Endofytiska svampar får de näringsämnen de behöver från värdväxterna, och deras mycel kan kolonisera intercellulära och intracellulära utrymmen i dessa växter.
Omfattande kolonisering sker vanligtvis i en växts rötter snarare än i bladen eller stjälkarna, eftersom svampar i de ovanjordiska delarna enbart förlitar sig på växtens intercellulära vätska för näringsämnen.
Svamparna som koloniserar dessa delar verkar växa i samma takt som värdväxtens stjälkar och blad. Deras hyfer fäster vid växtens cellväggar men invaderar inte själva cellerna.
Men hyfer av endofytiska svampar som koloniserar växtrötter invaderar utrymmena mellan cellerna och inuti själva cellerna.
Dessa svampar har tillgång till de näringsämnen som växtens rötter möter i marken och de sockerarter som växten producerar genom fotosyntes.
Är alla svampar endofyter?
Alla svampar är inte endofyter. Många svampar använder andra metoder för att få i sig de näringsämnen de behöver.
Forskare klassificerar svampar på flera sätt, men när de klassificeras utifrån hur de får i sig de näringsämnen de behöver för att överleva, delas de in i fyra grupper.
De fyra grupperna är:
Vissa svampar använder mer än en metod för att få de näringsämnen de behöver och har egenskaper hos mer än en grupp.
Till exempel är vissa svampar både saprotrofer och parasiter, och andra är mykorrhiza tills värdträdet dör och överlever sedan som saprotrofer tills de skingra sina sporer och hittar nya värdar.
Hur drar svampar nytta av endofytiska relationer?
Endofytiska relationer har flera fördelar för svampar, inklusive:
- Tillgång till de näringsämnen de behöver
- Ett säkert utrymme att växa
- Ideala odlingsförhållanden
- Begränsad konkurrens från andra mikroorganismer
Hur drar växter nytta av endofytiska svampar?
En växt kan vara värd för mer än en endofytisk organism, och olika växter bildar associationer med specifika endofyter som erbjuder olika fördelar.
Endofyterna i vissa växter fungerar som ett försvar mot växtätande skadedjur genom att göra växten giftig eller smaka dåligt.
I andra hjälper det endofytiska förhållandet växten att klara extrema förhållanden som torka.
Vissa endofytiska svampar ökar fröns groningshastighet och främjar tillväxten av rötter och skott, och andra skyddar en växts rötter från farliga bakterier och andra mikrober.
För att uttrycka det på ett annat sätt, beroende på en växts krav, kan endofytiska svampar:
- Förbättra en växts förmåga att motstå miljöpåfrestningar
Är endofytiska svampar bra eller dåliga?
Äkta endofytiska svampar är bra, och även om många producerar giftiga föreningar använder de dessa för att hjälpa växten att motverka skadliga skadedjur och bakterier.
Detta är inte den enda anledningen till att endofytiska svampar är bra. De ger också många andra fördelar för växter och människor.
Vi kommer att titta på några av dessa mer i detalj i avsnitten nedan.
Varför är endofytiska svampar viktiga?
De symbiotiska relationerna som endofytiska svampar har med växter har finjusterats under miljontals år, och de gör värdväxterna starkare och mer motståndskraftiga.
Forskare genomför pågående studier för att identifiera och förstå dessa svampar eftersom de kan ha flera fördelaktiga tillämpningar i vår moderna värld, inklusive:
- Jordbruk – Att introducera endofytiska svampar till grödor kan få dem att växa snabbare och bli mer sjukdomsresistenta och torktoleranta.
- Biobränsle – Vissa endofytiska svampar producerar flyktiga bränsleliknande föreningar som har potential att fungera som biobränslen.
- Phytoremediation – Endofyter har potential att hjälpa växter att bryta ner giftiga kemikalier till mindre skadliga föreningar, vilket gör dem perfekta för att regenerera förorenad jord.
- Läkemedel – Endofytiska svampar producerar bioaktiva föreningar som ofta används i antibiotika och cancerläkemedel. De har också utmärkta antibakteriella, svampdödande, antioxiderande och antimikrobiella egenskaper.
- Kosmetik – Vissa endofytiska svampar producerar aktiva föreningar som kallas flavonoider, som vanligtvis används i kosmetika för sina lugnande antioxidanter och antiinflammatoriska egenskaper.
- Insekticider och svampdödande medel – Flera typer av endofytiska svampar producerar föreningar som människor har patenterat för användning i jordbruksgrödor för att förhindra svampsjukdomar och avskräcka insekter.
Exempel på endofytiska svampar
Forskare uppskattar att det kan finnas över en miljon svampendofyter i världen, med vissa gräs som är värd för 50 olika arter och tropiska löv upp till 90 arter.
Även om endofyter är i fokus för många vetenskapliga studier, behöver de fortfarande analysera många växtvärdar, och den fullständiga mångfalden och distributionen av endofytiska svampar är fortfarande okänd.
Under 2019 sammanställde Mycospere en världsomspännande lista över endofytiska svampar med anteckningar om deras ekologi och mångfald.
Det här dokumentet är ganska långt och tekniskt, så för er som bara behöver några få exempel, här är några välkända endofytiska svampar:
1. Penicillium Chrysogenum
Alexander Fleming upptäckte den penicillinproducerande endofytiska svampen Penicillium notatum, nu känd som Penicillium chrysogenum, 1929.
Denna endofytiska svamp är vitt spridd, kan växa under ett brett spektrum av förhållanden och koloniserar många växtarter, men finns också ofta levande inomhus eller på mat.
Denna svamp är känd för sin förmåga att producera stora mängder penicillin och är en del av släktet Penicillium som innehåller över 200 erkända arter.
Upptäckten av penicillin och dess användning som ett antibiotikum för att bekämpa bakterieinfektioner förändrade drastiskt hur läkare behandlade infektioner och sjukdomar.
2. Taxomyces Andreanae
Taxomyces andreanae är en endofytisk svamp som lever i innerbarken av idegranen (Taxus brevifolia).
Innan de upptäckte denna svamp visste forskare att trädet producerade ett viktigt toxin som de kunde använda för att behandla bröst- och äggstockscancer.
Men trädet gav låga koncentrationer av föreningen, och det krävdes bark från tre träd för att behandla en person.
Det är tills upptäckten av Taxomyces andreanae-svampar som producerar mycket högre koncentrationer av anticancerföreningen än värdträdet.
En annan fördel med den endofytiska svampen är att den är lätt att isolera, och forskare kan odla den i laboratorier på vanliga medier.
Under laboratorieförhållanden koloniserar Taxomyces andreanae fullständigt en platta med media på 3-4 dagar.
3. Curvularia Protuberata
Den endofytiska svampen Curvularia protuberata har en symbiotisk association med panikgräs (Dichantelium lanuginosum) som växer i Yellowstone nationalpark.
Det ömsesidigt fördelaktiga förhållandet skyddar svampen och gräset och gör att de kan överleva i temperaturer på upp till 149°F (65°C).
Var och en för sig kan ingen av dem växa vid temperaturer över 100°F (38°C).
Men det finns en tredje faktor inblandad i förhållandet. Svampen måste innehålla ett dubbelsträngat RNA-virus för att ge värmetoleranseffekterna.
Oinfekterade svampar ger inte samma fördelar och kommer att dö vid temperaturer över 100°F (38°C).
Det som är spännande är att andra växter, som inte är relaterade till panikgräs, också upplever värmeskyddande effekter när de inokuleras med virusinfekterade Curvularia protuberata.
Man hoppas att genom att studera förhållandet mellan det infekterade viruset och gräset och lära sig hur skyddet fungerar kommer forskare att hjälpa andra växter att anpassa sig till uppvärmande klimat.
4. Piriformospora Indica
Bild från ResearchGate
Piriformospora indica är en välkänd endofytisk svamp, först upptäckt i rötterna på orkidéväxter i Indien, som har fått mycket uppmärksamhet.
Denna mykorrhiza-liknande svamp koloniserar rötterna hos ett brett spektrum av växter och hjälper till med näringsupptag, sjukdomsresistens, stresstolerans och ökad tillväxt.
Piriformospora indica är lätt att odla i laboratorier och trivs på flera substrat.
Det är en multifunktionell svamp och år av forskning bekräftar dess framgång med att förbättra tillväxten och skörden av olika växter, inklusive jordbruksgrödor, trädgårdsväxter och medicinalväxter.
Vi rekommenderar denna film om du vill veta mer om svampar.
Sluta tankar
Endofytiska svampar lever inuti värdväxter och får skydd och näring från växten i utbyte mot att ge olika fördelar.
Det symbiotiska sambandet mellan endofytiska svampar och växter är invecklat och har utvecklats under miljontals år.
De flesta endofytiska svampar producerar inte svamp, och även om de är fascinerande och tillhandahåller många bioaktiva föreningar, är de inte vår favorittyp av svampar.
Våra favoritsvampar är lättodlade arter som producerar läckra gourmet- eller medicinska svampar.
För att lära dig mer om att odla svamp hemma, besök vår svampodlingsnav eller prova en av våra steg-för-steg-kurser i svampodling.
