Fungiciders påvirkning af mykorrhizasvampes diversitet og funktion
3 Diversitet og genotype fordeling af mykorrhizasvampe i økologisk og konventionelt dyrkede marker
3.1 Baggrund
De økologisk og konventionelt dyrkede sædskifter ved Snubbekorsgaard adskiller sig bl.a. i anvendelsen af sprøjtemidler siden 1987. En mulig påvirkning af sammensætningen af markens samfund af mykorrhizasvampe er undersøgt i afsnit 6, men det er endnu ikke afdækket, om dyrkningspraksis har en betydning for den genetiske diversitet inden for arterne. Variation er et særdeles relativt begreb, og variationen mellem marker med forskellig dyrkningspraksis bør derfor analyseres i forhold til den variation, der findes inden for markerne. Ved at sammenligne den genetiske diversitet på forskellige hierarkiske niveauer, er det muligt at afdække, hvad der bedst kan forklare variationen. Den hierarkiske indsamling blev foretaget ved at indsamle inden for markerne langs en transekt i begge marker. Langs transekter blev der indsamlet inden for 4 plots med 10m afstand.
3.2 Formål
Det var formålet at bestemme om den genetiske diversitet og den genetiske struktur inden for arter af mykorrhizasvampe er forskellig i økologisk og konventionelt dyrkede marker. Anvendelse af fungicider er én af de dyrkningsfaktorer, der adskiller de to dyrkningssystemer. Forskelle mellem marker blev sammenlignet med forskelle inden for marker.
3.3 Eksperimentelt
Der blev indsamlet sporer af tre arter af mykorrhizasvampe: Glomus mosseae, G. caledonium og G. geosporum i de to marker i Taastrup. Sporerne blev indsamlet i fire plots langs en 50 m transekt i begge marker. I hvert plot blev der indsamlet 4 prøver og der blev isoleret sporer fra jordprøverne. Fra den konventionelle mark blev der samlet 27 G. mosseae, 60 G. caledonium, og 13 G. geosporum sporer og fra den økologisk dyrkede blev der samlet 32 G. mosseae, 16 G. caledonium og 12 G. geosporum. Sporerne blev bestemt til genotype ved anvendelse af nested multiplex PCR, hvor der blev karakteriseret 3 uafhængige DNA markører fra hver spore (Stukenbrock & Rosendahl, 2005b). En genotype blev defineret som en unik kombination af de tre markører. Frekvensen af genotyper for de tre arter blev bestemt i de to marker. For at undersøge hvad der gav anledning til den opnåede genetiske variation, blev den genetiske variation opdelt i variation (i) inden for marken, (ii) mellem markerne, (iii) inden for plots og (iv) mellem plots. Såfremt dyrkningspraksis betyder noget for genotypefordelingen, vil det forventes at den største del af variationen stammer fra variation mellem marker (Gordon et al., 1992).
Dette kan beskrives ved at opfatte den totale variation (heterogenitet) betegnet Ht, hvor Ht sammensat af heterogenitet mellem marker og mellem plots samt inden for plots: Ht = Hs + Dst, hvor Ht er den totale heterogenitet, Hs er variationen inden for de enkelte marker og Dst er variationen mellem markerne. Udfra dette kan Gst = Dst/Ht bestemmes. Gst vil dermed beskrive, hvor meget af den totale heterogenitet, der kan forklares som variation mellem markerne; resten vil stamme fra variation inden for marker. Hs kan yderligere opdeles i variation inden for og mellem de enkelte plots: Hs = Hc + Dcs, hvor Hc er variationen inden for enkelte plots og Dcs er variationen mellem enkelte plots. Den del af variationen, der stammer fra variation mellem plots, kan bestemmes som Gcs = Dcs / Ht (Nei, 1973).
3.4 Resultater og diskussion
Genotypefordelingen viste at der fandtes op til syv genotyper af hver af de tre svampe (Fig 4.1). De hyppigste genotyper var lige hyppige i de to marker, og der var ingen forskel på antallet af genotyper i de to marker hos G.caledonium og G.geosporum. Hos G.mosseae var der færre genotyper i den konventionalt dyrkede mark sammenlignet med den økologisk dyrkede.
Figur. 3.1. Genotypefordeling af de tre arter af mykorrhizasvampe i konventionelt (hvide søjler) og økologisk dyrkede marker (sorte søjler).
Den totale heterogenitet Ht var af samme størrelseorden for alle tre svampe (Tabel 3.1). Gst som beskriver variationen mellem de to marker var lille og kunne kun forklare 2 - 7 % af variationen hos G.mosseae og G.caledonium. Den største del af variationen kom fra mellem plot (Gcs). Det vil sige at dyrkningspraksis, her eksemplificeret ved de to marker med konvetionel og økologisk dyrkning, havde ringe betydning for den genetiske diversitet af mykorrhizasvampe. Sammenligningen viste at variationen mellem de enkelte plots indenfor markerne bidrog meget mere til heterogeniteten end variation mellem de to marker.
Dyrkningspraksis betyder altså ikke så meget for den genetiske diversitet af mykorrhizasvampe. En vigtig undtagelse var dog G.mosseae, hvor det tyder på, at der var færre genotyper i den konventionelt dyrkede mark, sammenlignet med den økologisk dyrkede mark. Imidlertid er det vigtigt at undersøgelsen ikke havde til formål at undersøge forskelle på konventionel og økologisk dyrkning. En sådan undersøgelse ville kræve at flere par af konventionel og økologiske marker blev undersøgt. Variation mellem de enkelte plots bidrog meget mere til heterogeniteten end variation mellem de to marker. Den relativt høje ’mellem marker’ variation på 16 % hos G.geosporum kan skyldes at værdien er baseret på et sub-optimalt antal sporer indsamlet fra den økologiske mark.
Den observerede fordeling af heterogeniteten skal ses som et resultat af svampenes klonale vækst. Undersøgelse af de tre DNA markører viste, at de tre markører var koblede, hvilket tyder på fravær af rekombination hos svampene (Rosendahl & Taylor, 1997). Svampene vokser således i afgrænsede kloner, uden at der sker en opblanding af deres gener. Dyrkningspraksis påvirker altså ikke fordelingen af svampegenotyper nævneværdigt, men det kan ikke udelukkes, at konventionel dyrkning kan reducere den genetiske diversitet i marken ved at reducere antallet af genotyper (Stukenbrock & Rosendahl, 2005a). Det er uvist, om dette har betydning for jordens frugtbarhed (van der Heijden et al., 1998). Hvorvidt konventionel dyrkning også kan reducere artsantal og diversitet undersøges i kapitel 6.
Tabel 3.1. Den totale heterogenitet udtrykt som Ht, samt fordeling af variation mellem marker Gst og mellem plots Gcs for de tre undersøgte arter af mykorrhizasvampe. Det ses af det meste af variationen kan forklares som variation mellem plots i de enkelte marker.
| Ht | Gst | Gcs | |
| G. mosseae | 0.62 | 7% | 52% |
| G.caledonium | 0.75 | 2% | 49% |
| G.geosporum | 0.70 | 16% | 56% |
Det kan konkluderes, at genotyper af mykorrhizasvampe indsamlet fra blot én af markerne vil være repræsentative for begge marker. Dermed er det muligt at begrænse antallet af forsøgsfaktorer, og dermed forsøgets samlede volumen, i nogle af de efterfølgende dyrkningseksperimenter med indsamlet jord og indsamlede svampe.
Version 1.0 September 2006, © Miljøstyrelsen.